[发明专利]一种注凝成型专用操作柜体

说明书

本技术发明涉及使用一种注凝成型专用操作柜体，使注凝成型技术制造陶瓷及复合材料制品的生产及研究领域。公开其高频纵波振动和微波加热真空操作柜的设计思路及设计方式，一是通过高频纵波振荡器的振动激发工作平台及模具内浆料，实现浆料注模过程中气泡的迅速排除、提高浆料的堆积密度，减少坯件内部缺陷，提高坯件强度性能；二是利用微波产生的能量，同步快速实现模具及浆料的干燥速度，提高单体的聚合反应速度，减少固化时间，促进凝胶化速率。三是同时采用真空抽气密封柜体，排除操作过程中产生的多余气体，避免其对坯体质量的干扰；四是配微电脑及PLC、电气控制集成装置，实现自动化与精准化控制。

技术领域

本发明应用于注凝技术成型陶瓷及复合材料坯体时，应用一种具备高频纵波振动及微波加热促凝功能的真空密封操作柜。

背景技术

注凝成型成型技术是20世纪90年代初由美国橡树岭国家实验室发明的一种全新陶瓷材料湿法成型技术，该技术将传统的陶瓷注浆成型技术与高分子化学物理巧妙结合，设备简单、可成型复杂形状和成本低廉等优点，逐步应用于各种结构陶瓷、功能陶瓷及陶瓷基复合材料等的成型。

注凝成型的基本原理是在低粘度、高固相含量的粉体-溶剂悬浮体系中加入少量的有机单体，然后利用催化剂和引发剂，使悬浮体中的有机单体聚合交联形成三维网状结构，使液态浆料原位固化成型，从而得到具有粉体与高分子物质复合结构的坯体。

注凝成型时，坯体的注模和凝胶过程需要进行浆料中气泡的消除，因为悬浮液中的气泡会形成陶瓷坯体中的气孔，阻碍陶瓷的致密化。陶瓷制品存在缺陷，导致产品质量下降。气泡的消除常规采用真空搅拌脱气和加入消泡剂方法，经真空处理后，浆料中氧气的含量减少，阻聚作用减弱，增加了坯体的强度，但真空处理的时间往往较长，同时可能存在的在浆料进入模具过程中带入气泡混入，使得坯体内部组织结构不能达到预期效果。

同时浆料凝胶过程中的成胶温度也对凝胶过程有较大影响，温度较低时，引发剂分解速率低，不能形成足够的初级自由基，凝胶时间较长，凝胶化速率也慢，温度升高有利于提高单体的聚合反应速度，减少固化时间，但是温度过高也会产生较大的坯体内应力和一定的温度梯度，坯体变形和均匀性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种注凝成型专用操作柜体，通过该柜体操作达到注凝技术成型制品的致密性，从而提高制成品质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

1）采用高频纵波振荡器

高频纵波振荡器依靠可调节气动振动源，产生高频纵波振动，并通过滚道将此振动传递到平台及模板上。频率可在0-150kHz的区间内进行无级调节。

通过高频纵波振荡器的使用，工作平台上的物料由于受到高频纵波振动，气泡迅速排出，在短时间内达到致密效果。

2)采用微波加热装置

通过输入一定频率交流电，促使通过核心部件--磁控管，在电源激励下产生微波，提高浆料中单体的聚合反应速度，减少固化时间，促进凝胶化速率。

同时由于微波具备穿透性强，热惯性小等特点，使得加热速度快，均匀，节能高效，制品的凝结速度大为提高。

3）采用真空密封柜体

安装真空抽气装置，在柜体进行开启操作时，进行真空处理，实现真空情况下的操作。

通过真空装置的实施，可使浆料中的气体迅速有效排除，减少坯体中的气孔，提高制品的致密性。

4）采用微电脑、PLC集成控制

微电脑、PLC集成控制的使用，使得浆料注入过程及其后限定时间的高频纵波振动、微波加热得到控制，满足最佳成型所需条件，使浆料聚合凝胶速率达到最佳，节省凝聚时间。