[发明专利]一种渐变三维贯通孔透气塞及其制备方法

权利要求书

1.一种渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述制备方法是：

构建三维空间孔骨架几何模型，其中各参数如下：

a＝H/n₁ (1)

d＝k×a (2)

n₂＝2r_上/a (3)

n₃＝2r_中/a (4)

n₄＝2r_下/a (5)

式(1)～(5)中：a表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的边长，mm，

H表示透气塞的高度，H＝300～400mm，

n₁表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的层数，n₁＝12～24，

d表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的直径，mm，

k表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的比例系数，k＝1.01～1.05，

n₂表示透气塞上平面中心线上胞元的个数，

r_上表示透气塞上平面的半径，r_上＝50～65mm，

n₃表示透气塞中间横截面中心线上胞元的个数，

r_中表示透气塞中间横截面的半径，r_中＝70～90mm，

n₄表示透气塞下平面中心线上胞元的个数，

r_下表示透气塞下平面的半径，r_下＝75～100mm；

由式(1)～(5)知：a＝12～34mm，d＝12～36mm，n₂＝3～10，n₃＝4～14，n₄＝4～16；

将所述几何模型导入3D打印机，采用3D打印浆体进行打印，得到多孔模板；

所述多孔模板固定于透气塞模具底部，将透气塞浆料浇入所述透气塞模具中，在温度为15～35℃和湿度为75～90％的条件下养护24h，脱模，110℃条件下干燥24h；然后在1～100Pa条件下，以0.5～3℃/min的速率升温至600～800℃，保温1～3h，再以2～6℃/min的速率升温至800～1600℃，保温3～5h，随炉冷却至室温，制得渐变三维贯通孔透气塞；

所述透气塞浆料的制备方法是：将60～70wt％的板状刚玉颗粒、15～25wt％的板状刚玉细粉、6～10wt％的氧化铝微粉为和1～15wt％的纯铝酸盐水泥混合，得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料0.05～1wt％的聚羧酸盐，搅拌3～5min，然后加入4～6wt％的水，搅拌10～30min，制得透气塞浆料；

所述多孔模板的结构为多面体；所述多孔模板的孔筋宽度为0.05～2mm。

2.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述3D打印浆体为光敏树脂、聚氨酯和聚乙烯醇中的一种。

3.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述板状刚玉颗粒的Al₂O₃含量≥98wt％；所述板状刚玉颗粒的粒度为0.5～6mm。

4.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述板状刚玉细粉的Al₂O₃含量≥98wt％；所述板状刚玉细粉的粒度为0.1～0.5mm。

5.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述氧化铝微粉的Al₂O₃含量≥99wt％；所述氧化铝微粉的粒度≤6μm。

6.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述纯铝酸钙水泥的Al₂O₃含量为70～80wt％，所述纯铝酸钙水泥的粒度≤50μm。

7.一种渐变三维贯通孔透气塞，其特征在于所述渐变三维贯通孔透气塞是根据权利要求1～6项中任一项所述渐变三维贯通孔透气塞的制备方法所制备的渐变三维贯通孔透气塞。