[发明专利]碳化硅陶瓷管烧结用石墨槽、高性能碳化硅陶瓷管及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅陶瓷管烧结用石墨槽，其特征在于，所述石墨槽为具有圆弧顶角的V型石墨槽，其中：

所述圆弧顶角的圆弧部分的直径=所需碳化硅陶瓷管的外径+（0.1～0.3）mm，V型石墨槽的角度α=2×arcsin（m/M）-x，其中0≤x≤2，其中m为将碳化硅陶瓷管素坯放在平面石墨板上进行脱脂和烧结后所得碳化硅陶瓷管的外径圆度能保持在±0.1mm时对应的碳化硅陶瓷管素坯的最大单位长度质量；M为待脱脂和烧结的碳化硅陶瓷管素坯的单位长度质量，m＜M≤8.0g/cm；所述石墨槽的长度≥4m。

2.根据权利要求1所述的石墨槽，其特征在于，所述m=1.0g/cm。

3.根据权利要求1所述的石墨槽，其特征在于，所述所需碳化硅陶瓷管的外径≤30mm，径厚比为7～15，长度≥3m。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨槽，其特征在于，所述待脱脂和烧结的碳化硅陶瓷管素坯的外径≤40mm，径厚比为7～15，长度≥4m。

5.一种含有权利要求1-4中任一项所述碳化硅陶瓷管烧结用石墨槽的石墨窑具。

6.一种高性能碳化硅陶瓷管的制备方法，其特征在于，包括：

（1）将亚微米级碳化硅粉、碳化硼粉、表面活性剂、增塑剂、第一粘结剂和去离子水混合，得到浆料；

（2）将所得浆料进行喷雾造粒得到造粒粉体，再与第二粘结剂混合，得到混合干料；

（3）采用水溶液喷洒在混合干料上，进行二次混合，得到混合湿料；

（4）将所得混合湿料进行练泥和陈腐，得到泥料；所述练泥的次数为2～5次；所述陈腐的温度为室温，时间为6～8小时；

（5）将所得泥料通过挤出模具进行真空挤出成型得到坯体后，随即进行微波干燥定型、切割、接驳和固化，得到碳化硅陶瓷管素坯；所述微波干燥定型中微波功率密度为0.5～3.0W/cm²；且在微波干燥定型过程中，通过与挤出模具内吸气通道相连外部抽气装置抽走水汽，控制抽气压力比大气压力低0.1～0.5 bar；

（6）将所得碳化硅陶瓷管素坯进行脱脂，然后在权利要求1-4中任一项所述碳化硅陶瓷管烧结用石墨槽中烧结，得到所述碳化硅陶瓷管。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述碳化硼占碳化硼和亚微米级碳化硅粉总质量的0.3～1.0wt%；

所述表面活性剂为四甲基氢氧化铵，加入量为碳化硼和亚微米级碳化硅粉总质量的0.2～0.5wt%；

所述增塑剂为聚乙二醇，加入量为碳化硼和亚微米级碳化硅粉总质量的0.5～1.5wt%；

所述第一粘结剂为水基酚醛树脂，加入量为碳化硼和亚微米级碳化硅粉总质量的8～15wt%；

所述去离子水的质量为亚微米级碳化硅粉的110～150wt%。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述碳化硼占碳化硼和亚微米级碳化硅粉总质量的0.5wt%。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述喷雾造粒的进口温度为210～240℃，出口温度为100～120℃；

所述第二粘结剂为羟丙基甲基纤维素，占造粒粉体质量的6～9wt%。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述水溶液中含有保湿剂、润滑剂和增塑剂；

所述增塑剂为聚乙二醇；

所述保湿剂为甘油；

所述润滑剂为油酸；

所述保湿剂为造粒粉体质量的0.5～1.5wt%；

所述润滑剂为造粒粉体质量的1.5～3.0wt%；

所述增塑剂为造粒粉体质量的1.5～3.0wt%；

所述水溶液中去离子水的质量为造粒粉体质量的15.0～20.0wt%。