[发明专利]燃气热水器用渐变型多孔介质材料及其制备方法、应用和燃气热水器

权利要求书

1.一种燃气热水器用渐变型多孔介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1a）构建渐变三维空间孔骨架模型的第一层基础胞元体框架模型；

1b）将所述第一层基础胞元体框架模型分别沿燃烧器装置的长度、宽度和高度方向阵列n₁、n₂、n₃个，得到第一层几何模型；

1c）在所述第一层几何模型的上端面上构建所述渐变三维空间孔骨架模型的第二层基础胞元体框架模型，并将所述第二层基础胞元体框架模型的下端面的各孔筋模型所在的层平行的重合到所述第一层几何模型上端面的各孔筋模型所在的层中；

1d）将所述第二层基础胞元体框架模型分别沿燃烧器装置的长度、宽度和高度方向阵列n₄、n₅、n₆个，得到第二层几何模型；

H为燃烧器的高度20~50mm，第一层几何模型的高度H₁为10-25mm，燃烧器的长度L为50-300mm，燃烧器的宽度W为50~300mm，第二层几何模型的高度H₂为10-25mm；

所述第一层基础胞元体框架模型的边长a₁为4-8mm，其子午面与Z轴的夹角θ₁为0-60°，其午面与X轴的夹角β₁为0-60°，其孔筋d₁为0.6-1.5mm；

所述第二层基础胞元体框架模型的边长a₂为（a₁-2d₁）- a₁，其子午面与Z轴的夹角θ₂为0-60°，其子午面与X轴的夹角β₂为0-60°，其孔筋d₂为0.6-1.5mm；

2）将所述步骤1）得到的所述渐变三维空间孔骨架模型导入3D打印设备中，然后，采用直接打印法所用的打印材料进行3D打印，制备得到直接打印法待烧结的渐变三维空间孔骨架；或者，采用模板打印法所用的打印材料进行3D打印，制备得到中间渐变三维空间孔骨架，再将所述中间渐变三维空间孔骨架涂覆烧结材料，得到模板打印法待烧结的渐变三维空间孔骨架；

3）将步骤2）得到的所述直接打印法待烧结的渐变三维空间孔骨架进行烧结固化，得到燃气热水器用渐变型多孔介质材料；或者，将步骤2）得到的所述模板打印法待烧结的渐变三维空间孔骨架进行烧结成型，得到燃气热水器用渐变型多孔介质材料。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器用渐变型多孔介质材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中，制备得到的各所述渐变三维空间孔骨架至少包括第一层几何框架（1）和第二层几何框架（2），所述第一层几何框架（1）为由第一层基础胞元体框架结构（101）分别沿长度、宽度和高度方向阵列n₁、n₂、n₃个得到，所述第二层几何框架（2）为由第二层基础胞元体框架结构（201）分别沿长度、宽度和高度方向阵列n₄、n₅、n₆个得到，所述第二层几何框架（2）和所述第一层几何框架（1）上、下平行设置，并且，所述第一层几何框架（1）上端面的各孔筋所在的层与所述第二层几何框架（2）下端面的各孔筋所在的层共层。

3.根据权利要求1或2所述的燃气热水器用渐变型多孔介质材料的制备方法，其特征在于：第一层基础胞元体框架结构（101）为由孔筋结构组成的正多面体框架结构，第二层基础胞元体框架结构（201）为由孔筋结构组成的正多面体框架结构，所述第一层基础胞元体框架结构（101）的形状与所述第二层基础胞元体框架结构（201）的形状相同或不同。

4.一种根据权利要求1至3任一所述的制备方法制备得到的燃气热水器用渐变型多孔介质材料。