[发明专利]一种碳化硅圆管材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程陶瓷技术领域，尤其涉及一种碳化硅圆管材料及其制备方法。

背景技术

碳化硅制品是以碳化硅(SiC)为原料的非氧化物陶瓷材料，其耐磨性和耐侵蚀性好，高温强度大，热导率高，热膨胀系数小，热震稳定性好，应用领域非常广阔。例如：在炼钢炼铁方面，它可以用于盛钢桶内衬、水口、塞头、高炉炉底和炉腹、出铁槽、转炉和电炉出钢口、加热炉无水冷滑轨等方面；在有色金属如锌、铜、铝、钛、金属硅等的冶炼中，大量用于电炉炉衬、蒸馏器、精馏塔托盘、电解槽侧墙、熔融金属管道、吸送泵和熔炼金属坩埚等；在硅酸工艺中，它大量用作各种窑炉的棚板和隔焰材料；化学工艺中多用于油器发生器、有机废料煅烧炉、石油汽化器和脱硫炉等方面；此外，在空间技术上，碳化硅制品可用作火箭喷管和高温燃气透平叶片等。因此，碳化硅制品已成为人们广为利用的非氧化物陶瓷材料。

碳化硅制品根据形状不同来划分，一般分为圆管、板材、异型材等。现有的碳化硅圆管材料制成的碳化硅管具有硬度高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀、抗热抗震性好、导热系数大以及抗氧化性好等优越性能。碳化硅管主要用于中频锻造、各种热处理电炉、冶金、化工、有色金属冶炼等行业，长度可设计。因其具有很大的硬度、耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性，它已被确认为耐火材料、电热元件、黑色有色金属冶炼等用的原料，现在又被应用在机械工程中的结构件和化学工程中的密封件等。

但是，目前碳化硅圆管材料本身的特性使之很难在常压下烧结致密，制得的碳化硅圆管密度和强度较低，常常无法满足工业化应用的需求。

发明内容

本发明提供了一种碳化硅圆管材料及其制备方法，以解决现有技术中制备的碳化硅圆管强度和密度较低的问题。

第一方面，本发明提供了一种碳化硅圆管材料，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：

碳化硅粗料50-70份，碳化硅细料30-50份，纤维素1.5-3份，水溶液7-10份，甘油0.2-0.5份。

可选的，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：

碳化硅粗料55-65份，碳化硅细料35-45份，纤维素1.8-2.5份，水溶液8-9份，甘油0.3-0.4份。

可选的，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：

碳化硅粗料60份，碳化硅细料40份，纤维素2.25份，水溶液8.5份，甘油0.35份。

可选的，所述碳化硅粗料中SiC的质量分数大于等于96.5％，所述碳化硅粗料的粒度范围为0.09-2.5mm。

可选的，所述碳化硅细料中SiC的质量分数大于等于97.5％，所述碳化硅细料的粒度范围为0.03-0.07mm。

可选的，所述水溶液由沸腾的纯净水加入3％-5％重量的聚乙烯醇搅拌而成。

另一方面，本发明提供了一种碳化硅圆管材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

S1：固体料混合，将碳化硅粗料、碳化硅细料、纤维素投入100升立式搅拌机；

S2：固体料搅拌，启动所述100升立式搅拌机搅拌，搅拌时间为20-40分钟，得到碳化硅圆管材料固体料；

S3：补加水溶液搅拌，向所述碳化硅圆管材料固体料加入水溶液，继续搅拌至温度达到30℃，搅拌时间为30分钟-60分钟，得到碳化硅圆管材料浆料；

S4：补加甘油搅拌，向所述碳化硅圆管材料浆料加入甘油，继续搅拌5分钟，得到碳化硅圆管材料，密封保存；

其中，所述碳化硅粗料50-70份，所述碳化硅细料30-50份，所述纤维素1.5-3份，所述水溶液7-10份，所述甘油0.2-0.5份；所述水溶液由沸腾的纯净水加入3％-5％重量的聚乙烯醇搅拌而成。

可选的，所述立式搅拌机的搅拌速度为80-100r/min。

由以上技术方案可知，本发明实施例示出一种碳化硅圆管材料及其制备方法；所述碳化硅圆管材料组成为：碳化硅粗料、碳化硅细料、纤维素、水溶液和甘油；其中，碳化硅粗料50-70份，碳化硅细料30-50份，纤维素1.5-3份，水溶液7-10份，甘油0.2-0.5份。采用本发明方法制备的碳化硅圆管材料，组成结构、制备工艺简单，相比现有碳化硅圆管材料能够节约成本。调节碳化硅粗料和碳化硅细料的配比，同时加入纤维素增加整个配方的粘结性，加入甘油提高润滑力和润湿力，都能够促进碳化硅圆管材料性能的提升。最终通过合理的配比和组成，能够解决碳化硅圆管材料制成的钢管强度和密度较低的问题，提高碳化硅圆管材料的利用率。

附图说明