[发明专利]陶瓷传热元件气孔填充剂、陶瓷传热元件气孔的填充方法及陶瓷传热元件

说明书

本发明公开了陶瓷传热元件气孔填充剂、陶瓷传热元件气孔的填充方法及陶瓷传热元件，本发明的陶瓷传热元件气孔填充剂是一种浸渗填充剂，主要包括粘结剂、悬浮剂、分散剂和填料。其中粘结剂的作用是让填充剂能与陶瓷本体牢固粘结在一起，悬浮剂的作用是防止固体填料因密度较大而发生沉降，分散剂的作用是防止填料凝聚结团，最终使填料均匀分散和粘结剂充分均匀混合，填料的作用是提高填充剂的热导率，增强陶瓷本体的机械强度。采用该陶瓷传热元件气孔填充剂可以完全填充陶瓷换热元件的气孔和裂纹缺陷，避免出现介质串混，并且可以提升陶瓷换热元件的热导率和结构强度。

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，具体而言，涉及陶瓷传热元件气孔填充剂、陶瓷传热元件气孔的填充方法及陶瓷传热元件。

背景技术

石油化工行业加热炉回收低温烟气余热时，金属材料制造空气预热器一般都会遇到露点腐蚀问题。为了防止低温露点腐蚀，采用非金属结构陶瓷材料来制作传热元件结构陶瓷属于无机非金属材料，其化学成分以酸性氧化物SiO₂为主，除氢氟酸和高温磷酸外，耐所有无机酸的腐蚀，结构陶瓷材料，化学稳定性好、高硬度、耐高温、耐磨损，适合作空气预热器传热元件。但是结构陶瓷换热元件坯体经烧结成型后，通常存在大量开孔、闭孔和直通气孔缺陷，特别是直通气孔缺陷的存在，会使传热元件出现介质串混、泄露等问题，严重影响换热器的应用。填充陶瓷气孔和裂纹缺陷的材料主要有两种：一种填充材料是陶瓷釉，即通过在陶瓷表面施釉来改善陶瓷表面的性能，减少陶瓷的直通气孔。这种填充材料的缺点是：陶瓷釉的热导率较低，施釉会造成陶瓷换热器传热能力下降；陶瓷釉不能填充陶瓷传热元件内部气孔，这是由于陶瓷传热元件烧结成型时，陶瓷内部气孔压力升高，釉料不能完全填充陶瓷的气孔，造成烧结后陶瓷内部气孔缺陷依然存在，由于气体的热导率远低于固体，这会使陶瓷的热导率进一步降低。第二种填充材料是填充剂和促烧剂，即直接在陶瓷原料中加入气孔填充剂和促烧剂，弥补陶瓷颗粒之间的孔隙，并且通过促进烧结的方法，提高材料的烧成致密性，达到提高材料强度的目的。但气孔填充剂和促烧剂不能完全避免陶瓷制品中的气孔和裂纹等缺陷，难以制作不能渗透串混的陶瓷传热元件。

专利CN201710273347.7介绍了一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料。包括80-120份高纯碳化硅粉、0.2-2份五氧化二钒粉和1-5份铝硅合金粉。本发明还公开了此种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料的制备方法。五氧化二钒作为气孔填充剂和促烧剂，五氧化二钒在烧成中会弥补碳化硅颗粒之间的孔隙，而且在烧成中还可以起到促进烧结的效果，提高材料的烧成致密性，达到提高材料强度的目的。铝硅合金粉为抗氧化剂，铝硅合金在烧成过程中，会优先于碳化硅与有氧气氛发生反应，同时形成了一层致密结构，从而提高抗氧化性和机械性能。该发明可以提高材料的烧成致密性和弥补碳化硅颗粒之间的孔隙，但不能保证可以完全避免碳化硅陶瓷制品中的气孔缺陷，这对于陶瓷传热元件来说，并不能避免换热介质的串混。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供陶瓷传热元件气孔填充剂、陶瓷传热元件气孔的填充方法及陶瓷传热元件。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种陶瓷传热元件气孔填充剂，包括以下质量份的组分：粘结剂40-60份、悬浮剂5-12份、分散剂5-12份和填料16-50份。

本发明还提供一种上述陶瓷传热元件气孔填充剂的制备方法，包括以下步骤：将粘结剂、悬浮剂、分散剂和填料混合，加热搅拌直至形成均匀的混合溶液，制得陶瓷传热元件气孔填充剂。

本发明还提供一种陶瓷传热元件气孔的填充方法，包括：在真空条件下使陶瓷传热元件在陶瓷传热元件气孔填充剂中进行真空浸渗，再将气孔中填充有上述陶瓷传热元件气孔填充剂的陶瓷传热元件进行升温固化。

本发明还提供一种陶瓷传热元件，该陶瓷传热元件采用上述的填充方法进行气孔填充而得。

本发明具有以下有益效果：