[发明专利]硅碳棒及其制备方法有效
申请号: | 201610173111.1 | 申请日: | 2016-03-24 |
公开(公告)号: | CN105837217B | 公开(公告)日: | 2018-05-01 |
发明(设计)人: | 宋道伟 | 申请(专利权)人: | 山东奥昱翔碳化硅科技有限公司 |
主分类号: | C04B35/565 | 分类号: | C04B35/565;C04B37/00 |
代理公司: | 青岛发思特专利商标代理有限公司37212 | 代理人: | 耿霞 |
地址: | 255086 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 碳棒 及其 制备 方法 | ||
1.一种硅碳棒,其特征在于:包括发热体、冷端部和焊接部,所述发热体由以下质量分数的原料制成:碳化硅97%-98.7%、结合剂1%-3%和氮化硼0.1%-0.3%;
所述发热体的生产工艺,包括以下步骤:
(1)混料:将发热体的所有原料混合搅拌,再加水搅拌;
(2)成型:将搅拌好的原料加入压机进行压制,密度≥2.45g/cm³;
(3)烘干:将压制成型的坯件进行烘干;
(4)定尺切割:将烘干后的坯件根据尺寸进行切割、表面修整,达到产品图纸要求;
(5)烧结:将步骤(4)得到的坯件先预热为500-800℃,再在2300-2600℃下烧结,制得发热体;
所述冷端部由以下质量分数的原料制成:碳化硅30%-40%、结合剂3%-8%、石墨粉1%-5%、金属硅8%-15%、煅烧石油焦30%-40%、果壳粉1%-6%和麦芽糊精1%-6%;
所述冷端部的生产工艺,包括以下步骤:
(1)混料:将冷端部的所有原料混合搅拌,再加水搅拌;
(2)成型:将搅拌好的原料加入压机进行压制;
(3)烘干:将压制成型的坯件进行烘干;
(4)烧结:将烘干后的坯件先预热为300-600℃再在500-800℃下烧结;
(5)渗硅:将步骤(4)素烧好的坯件预热为500-700℃,再在2000-2300℃下进行渗硅烧结;
(6)定尺切割:将步骤(5)渗硅后的坯件根据尺寸进行切割、表面修整,达到产品图纸要求;制得冷端部;
所述焊接部由以下质量分数的原料制成:树脂8%-15%、硅粉10%-25%、碳化硅微粉50%-70%和石墨粉7%-13%;
所述的硅碳棒的制备方法,包括以下步骤:
(1)切割:将发热体和冷端部切割为需要的规格,打磨;
(2)粘棒:用焊接料将发热体的两端和冷端部粘结起来;
(3)烘干:将粘结好的坯件进行烘干;
(4)焊接:将烘干的坯件放入真空焊接炉进行焊接;
(5)喷铝:用喷铝机将铝丝熔化喷到硅碳棒的两端。
2.根据权利要求1所述的硅碳棒,其特征在于:所述发热体原料中碳化硅由以下组成:16μm碳化硅微粉15-20份、52μm碳化硅微粉30-35份、f24碳化硅 10-15份、f36碳化硅 10-15份、f50碳化硅 10-15份、f70碳化硅 10-15份和f80碳化硅 10-15份。
3.根据权利要求1所述的硅碳棒,其特征在于:所述发热体的生产工艺,包括以下步骤:
(1)混料:将发热体的所有原料加入干混机,搅拌30-60分钟,再配以原料总质量10%-12%的水加入湿混机,搅拌20-40分钟;
(2)成型:将搅拌好的原料加入压机进行压制,密度≥2.45g/cm³;
(3)烘干:将压制成型的坯件放入烘干箱进行烘干,烘干时间10-15小时,烘干温度200-220℃;
(4)定尺切割:将烘干后的坯件根据尺寸进行切割、表面修整,达到产品图纸要求;
(5)烧结:将步骤(4)得到的坯件放入石墨舟,然后推进预热炉,预热温度为500-800℃,以1m-2m/h的推进速度进入高温炉进行烧结,烧结温度为2300-2600℃,制得发热体。
4.根据权利要求1所述的硅碳棒,其特征在于:所述发热体原料中结合剂为羟丙基纤维素。
5.根据权利要求1所述的硅碳棒,其特征在于:所述冷端部的生产工艺,包括以下步骤:
(1)混料:将冷端部的所有原料加入干混机,搅拌20-40分钟,再配以原料总质量5%-7%的水加入湿混机,搅拌20-40分钟;
(2)成型:将搅拌好的原料加入压机进行压制;
(3)烘干:将压制成型的坯件放入烘干箱进行烘干,烘干时间为10-15小时,烘干温度为200-220℃;
(4)烧结:将烘干后的坯件放入石墨舟,然后推进预热炉,预热温度为300-600℃,再以1m-2m/h的推进速度进入高温炉进行烧结,烧结温度为500-800℃;
(5)渗硅:将步骤(4)素烧好的坯件放入石墨舟,然后推进预热炉,预热温度为500-700℃,再以1m-2m/h的推进速度进入高温炉进行烧结,渗硅温度为2000-2300℃;
(6)定尺切割:将步骤(5)渗硅后的坯件根据尺寸进行切割、表面修整,达到产品图纸要求;制得冷端部。
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