[发明专利]一种3D打印整体式碳化硅隔热屏的制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印整体式碳化硅隔热屏的制备方法，将制备好的陶瓷浆料加入3D打印机的料筒中，将陶瓷浆料挤出成丝状单元体，逐层堆积，成型得到整体式隔热屏陶瓷生坯；第一层为内层，内层为整体式结构层，厚度为5～15mm，其内壁是主反射面；第二层开始是辅助反射层，所述辅助反射层隔热层具有形成紊流的对流缝隙。该方法制备的3D打印整体式碳化硅隔热屏；可以打印的隔热屏具有规整的整体结构、磨光的内表面形成反射面、经高温脱硅处理，脱除硅蒸汽等高温烧结污染；高温化学稳定性好，而且使炉内气氛具三维网络外层具有较低的导热性、打印结构的稳定性、使隔热屏具有精准的工艺安装位置、有更好的可控性。

技术领域

本发明涉及高温电阻炉技术领域，具体讲是一种3D打印整体式碳化硅隔热屏的制备方法。

背景技术

高温电阻炉是指在真空或惰性气体气氛中，利用电阻加热对物品实施烧结、加热、熔化、热处理等工艺过程的装备，广泛应用于无机材料、陶瓷材料、功能材料、硬质合金、高熔点氧化物，高温金属等高温材料的烧结和研究试验中。

高温电阻炉的隔热屏，其主要功能是隔热、保温，减少炉内热损失，使炉体内部的加热区及炉内工件达到并且维持某一需要温度。隔热屏的作用是防止热量损失，隔热屏的隔热效果直接影响到炉内保温性能，对于高温炉的整体性能有很大的影响。因此它对减少高温电阻炉能耗，提高热效率以及环境保护方面有着重要意义。

常用真空电阻炉隔热屏为金属隔热屏、夹层式隔热屏和非金属隔热屏。

(1)金属隔热屏

金属屏较快的加热和冷却，易达到10-8Pa的高真空的优点，得到广泛的应用。

金属隔热屏的缺点是高温时的金属蒸汽，有可能影响材料的烧结或者试验。钨的最高使用温度是2650℃，钼的最高使用温度是1900℃，钽的最高使用温度是2400℃，不锈钢的最高使用温度是950℃。

(2)夹层式隔热屏

内层是钼片，中间是碳毡、石墨毡或者硅酸铝纤维毡，外层是不锈钢，由于纤维有吸湿、粘结剂挥发等，对真空度有影响。

(3)石墨毡与碳毡隔热屏

在石墨毡隔热屏的外部一般包裹一层钢板或者钢架，作为支架保持形状。由于碳毡石墨毡与氧、水蒸气以及油蒸汽的反应会降低隔热性能。碳化硅陶瓷导热率为90-110w/(m·k)，与石墨的是129w/(m·k)比较接近，并且具有优良的抗热震性。而陶瓷中的孔隙结构，大大减少了热传导，其导热率大大降低，是一种理想的隔热材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种具有规整的整体结构、磨光的内表面形成反射面、三维网络外层具有较低的导热性、打印结构的稳定性、使隔热屏具有精准的工艺安装位置、经高温脱硅处理，脱除硅蒸汽等高温烧结污染、碳化硅的高温化学稳定性，使炉内气氛具有更好的可控性的3D打印整体式碳化硅隔热屏的制备方法。