[发明专利]一种煤化工领域陶瓷基复合材料烧嘴的制造方法

权利要求书

1.一种煤化工领域陶瓷基复合材料烧嘴的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、陶瓷烧嘴芯模设计与加工；

b、陶瓷烧嘴预制体结构设计与成型：采用三维针刺结构进行预制体结构设计，具体为短纤维网胎与碳布交替铺层针刺，且预制体铺层方向须沿烧嘴径向，铺层厚度保证均匀，且预制体结构尺寸不小于最终产品尺寸，需石墨芯模来保证预制体的内型面尺寸；

c、陶瓷烧嘴预制体界面层制备：将陶瓷烧嘴预制体置于化学气相沉积炉中，以甲烷、丙烯烷烃化合物为先驱体，待炉体抽真空结束后，以0.5～5℃/min的升温速率将炉体升温至900～1300℃，炉压控制在10KPa以下，沉积20～50小时后，在陶瓷烧嘴预制体碳纤维表面沉积形成一层厚度均匀的热解碳界面层；

d、陶瓷烧嘴基体致密化：将拥有热解碳界面层的陶瓷烧嘴预制体通过加压浸渍的方法将聚碳硅烷-二甲苯或聚碳硅烷-二乙烯基苯前驱体溶液浸渗入预制体内部，然后在热处理炉内进行高温陶瓷化反应；其中，浸渍压力为2～4MPa，浸渍温度为40～120℃，加压浸渍时间为4～8小时，高温陶瓷化温度为800～1600℃，热处理时间为4～8小时；

e、重复步骤d直至陶瓷烧嘴密度达到1.8～2.2g/cm³的要求；

f、陶瓷烧嘴机械加工；

g、陶瓷烧嘴表面耐磨涂层处理。

2.根据权利要求1所述的一种煤化工领域陶瓷基复合材料烧嘴的制造方法，其特征在于：

所述的陶瓷烧嘴芯模设计及加工工序如下：

以烧嘴成品的型面尺寸为依据，采用石墨作为芯模材料，在保证强度前提下进行产品芯模结构设计，加工完成后形成预制体的固型芯模。

3.根据权利要求1或2所述的一种煤化工领域陶瓷基复合材料烧嘴的制造方法，其特征在于:

所述的陶瓷烧嘴机械加工工序如下：

根据陶瓷烧嘴基体致密化程度的不同，将陶瓷烧嘴机械加工工序分为粗加工和精加工两阶段；其中，当产品复合密度达到1.2～1.8g/cm³时需要对产品进行粗加工，当产品复合致密化密度达到1.8～2.0g/cm³时对产品进行精加工；加工过程所采用刀具均为定制刀具，加工过程期间需密切观察刀具磨损情况。

4.根据权利要求3所述的一种煤化工领域陶瓷基复合材料烧嘴的制造方法，其特征在于：

所述的陶瓷烧嘴表面耐磨涂层处理的方法如下：将完成致密化的陶瓷烧嘴构件置于化学气相沉积炉中，以三氯甲基硅烷为先驱体，H₂为载气及反应催化剂，Ar、N₂为稀释及保护气体，沉积温度为900～1300℃，炉压控制在10KPa以下，沉积时间30～50小时，即得陶瓷烧嘴表面耐磨涂层。