[发明专利]一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵及其制作方法

权利要求书

1.一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵，其特征在于：包括泵壳（1）、前护板（2）、叶轮（3）以及后护板（4），所述泵壳（1）、所述前护板（2）、所述叶轮（3）以及所述后护板（4）均为多层结构，由外至内依次包括有陶瓷结构件（b）、树脂-碳化硅组合粘接层（c）以及金属骨架部（a），所述陶瓷结构件（b）的孔隙内填充有反应烧结碳化硅层，所述陶瓷结构件（b）内壁设置有反应烧结碳化硅陶瓷层（x），所述反应烧结碳化硅层与反应烧结碳化硅陶瓷层（x）一体成型；

所述复相反应烧结碳化硅陶瓷泵通过如下步骤制备而成：

S1，准备浇注料，在组装好的模具内浇注成型，经成型的坯体脱模、烘干和修坯，将烘干好的坯体烧成氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件（b），向氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件（b）的孔隙内进行有机渗碳，固化；

S2，将有机渗碳的氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件与成型内模和石膏外模组成反应烧结碳化硅浇注或注浆成型型腔，所述有机渗碳的氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件（b）与成型形腔相接处涂覆有粘接剂，所述粘接剂按质量份计包括碳化硅粉体80~90份，炭黑5~15份、树脂8~15份、偶联剂2~4份、固化剂1~2份、二氧化硅微粉1~5份；

S3，将反应烧结碳化硅浆料浇注或注浆到成型型腔中，成型完成后静置一段时间后进行脱模、烘干、修坯，将反应烧结碳化硅陶瓷坯体复合在氮化硅结合碳化硅陶瓷层上；

S4，将复合陶瓷坯体放入反应烧结炉内，并覆盖硅粉在温度为1600~1800℃，惰性气体保护下反应烧结，得到反应烧结碳化硅+氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件（b）；

S5，在S4处理后的陶瓷结构件表面涂刷一层或多层界面层，并在60-120℃固化3-8小时，在金属骨架部（a）表面涂刷一层或多层界面层，并在60-120℃固化3-6小时；

S6，将陶瓷结构与金属骨架部（a）复合：将反应烧结碳化硅+氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件（b）和金属骨架部（a）组装成为一体，将树脂-碳化硅组合粘接浆料填充到反应烧结碳化硅+氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件（b）和金属骨架部（a）之间的缝隙，填充完成后放置在60-120℃固化6-12小时，分别得到碳化硅陶瓷复合叶轮（3）、前护板（2）、后护板（4）和泵壳（1）；

S7，将复合好的叶轮（3）、前护板（2）、后护板（4）和泵壳（1）与金属接合板、机械密封和托架组装成完整的渣浆泵。

2.根据权利要求1所述的一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵，其特征在于：所述反应烧结碳化硅陶瓷层位于所述泵壳（1）的隔舌和内腔壁上、所述前护板（2）和所述后护板（4）的直接与渣浆接触的工作面上，所述叶轮（3）包括有连接部以及连接部上的若干个弧形的叶片部，所述叶轮（3）上设置有反应烧结碳化硅陶瓷层（x）。

3.根据权利要求1所述的一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵，其特征在于：所述反应烧结碳化硅陶瓷层分散设置在所述泵壳（1）的隔舌和内腔壁上、所述前护板（2）和所述后护板（4）的直接与渣浆接触的工作面上，所述叶轮（3）包括有连接部以及连接部上的若干个弧形的叶片部，所述叶轮（3）上分散设置有反应烧结碳化硅陶瓷层（x）。

4.根据权利要求1所述的一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵，其特征在于：所述步骤S1中有机渗碳步骤为：将有机渗碳液注入氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件（b）内，有机渗碳液包括有机单体以及有机单体发生聚合反应所需的助剂。

5.根据权利要求4所述的一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵，其特征在于：所述步骤S1中有机渗碳液还包括碳粉和分散剂，所述分散剂为苯乙烯羧酸类分散剂或非离子分散剂。

6.根据权利要求4或5任一项所述的一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵，其特征在于：所述氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件（b）的材质可替换为氧化硅结合碳化硅陶瓷、无压烧结碳化硅陶瓷、氧化铝高温陶瓷、复相高温陶瓷中的一种或多种复合。