[发明专利]一种冷冻干燥系统及方法

权利要求书

1.一种在冷冻过程中对陶瓷部件进行结构设计和调控的冷冻干燥系统，其特征在于，所述冷冻干燥系统用于大尺寸复杂形状的陶瓷部件的均匀和复杂形貌的可控制备；

所述冷冻干燥系统在喷涂成形的同时冷冻，包括：冷冻冷冻模具的冷冻箱、被冷冻箱冷冻至冷却温度降到0℃以下后作为喷涂浆料的载体被喷涂浆料并冷冻所述浆料使得浆料遇低温而固化的冷冻模具、喷涂浆料的旋转喷涂装置、和对附着有冷冻固化后的浆料的冷冻模具进行真空冷冻干燥的真空冷冻干燥箱；

所述旋转喷涂装置具备：支撑架、由所述支撑架支撑的旋转头、安装于所述旋转头上并向所述冷冻模具喷涂浆料的喷头、向所述喷头供给浆料的浆料供给单元、用于载置所述冷冻模具的喷涂台、和对旋转喷涂进行控制的旋转喷涂装置控制器；

所述冷冻箱包括冷冻箱箱体和冷冻箱控制器，所述冷冻箱箱体内装有对所述冷冻模具进行冷冻的冷却液；

所述真空冷冻干燥箱具备：干燥箱箱体，对所述干燥箱箱体内进行加热的、包括设于所述干燥箱箱体中的内有电阻导管分布的搁板和箱体内加热元件的加热装置，对所述干燥箱箱体内进行制冷的冷阱，对所述干燥箱箱体内抽真空的真空装置和真空冷冻干燥箱控制器。

2.根据权利要求1所述的冷冻干燥系统，其特征在于，所述旋转喷涂装置还具备与所述喷头相连并进行切换喷涂与回流的电动三通阀。

3.根据权利要求2所述的冷冻干燥系统，其特征在于，所述喷头为耐磨陶瓷喷头。

4.根据权利要求1所述的冷冻干燥系统，其特征在于，在所述冷冻模具固定不动的情况下，所述旋转头形成为能够围绕所述冷冻模具的周面进行360^o正、反旋转喷涂的结构。

5.根据权利要求1所述的冷冻干燥系统，其特征在于，所述浆料为陶瓷浆料；所述浆料的固含量为5-35vol%。

6.根据权利要求1所述的冷冻干燥系统，其特征在于，所述冷冻模具为金属模具，所述金属为铝基金属、不锈钢、铁基金属中的一种，形状为圆形、方形、锥形或筒形。

7.根据权利要求1所述的冷冻干燥系统，其特征在于，所述冷冻箱箱体具有能开启的密封盖；所述冷却液为酒精或者水，水的冷冻温度是0℃，酒精的冷冻温度是-80℃，保温时精度控制在±2℃。

8.根据权利要求1所述的冷冻干燥系统，其特征在于，所述干燥箱箱体密封且由厚度3mm-8mm的不锈钢板焊接而成。

9.根据权利要求1所述的冷冻干燥系统，其特征在于，所述冷阱为分体式捕水器，温度为-60℃±1℃，捕水率不小于10KG/批。

10.一种采用根据权利要求1至9中任意一项所述的冷冻干燥系统进行冷冻干燥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）配置喷涂用的浆料；

2）将所述冷冻 模具放入冷冻箱中，向所述冷冻箱注入冷却液，并操纵冷冻箱控制器，使冷却温度降到0℃以下从而冷冻所述冷冻模具；

3）取出所述冷冻模具并放在喷涂台上；

4）使喷涂台旋转从而带动所述冷冻模具旋转；

5）设置喷涂参数和喷涂轨迹，控制旋转头使喷头向所述冷冻模具的表面喷涂所述浆料，直至形成需要冷冻干燥的样品；

6）将所述样品放入真空冷冻干燥箱中，设置冷冻曲线，冷冻干燥所述样品。