[发明专利]一种无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管及其加工方法

说明书

本发明公开了一种无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管及其加工方法，无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管的材料按质量百分比计，包括55％‑77％的碳化硅微粉、0％‑18％的氧化锆微粉、3‑7％的炭黑、3％‑6％的二硼化钛、2％‑5％的粘合剂、0.5～2％的润滑剂和8％‑25％的去离子水；所述碳化硅微粉的粒径为0.45‑0.5微米，所述炭黑的粒径为1‑25纳米；所述的氧化锆微粉的纯度为4n，规格为5um，所述二硼化钛的规格为1um。所述无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管提高了陶瓷换热器管的高抗热震性，所述加工方法，该加工方法的制备工艺简单、生产效率高、成本低，生产的换热器管具有热导率高、耐腐蚀、耐高温、抗热震性好、热膨胀系数低的特性。

技术领域

本发明属于陶瓷制备技术领域，具体为一种无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管及其加工方法。

背景技术

换热器管是换热器的核心部件，其热导率的高低决定着换热器换热效率的高低，其耐腐蚀性决定了换热器耐腐蚀性，其耐高温性影响着换热器的耐高温性，其抗热震性能的好坏将直接影响着换热器的使用寿命。

陶瓷以高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀及良好的化学稳定性等优点而备受人们青睐，尤其是在高温工程领域有着广泛的应用，如高温窑具、发动机涡轮片、高温轴承、燃气喷管、高温过滤器、陶瓷隔热瓦、陶瓷换热器等，陶瓷材料主要是由离子键、共价键，或者他们的混合键组成。陶瓷材料再生产和使用过程中都要受到一定温度变化的影响，只是温度骤变的程度各不相同，材料承受温度骤变而不致破坏的能力称之为抗热震性或抗热冲击性。陶瓷材料最明显的弱点是脆性大，也即抗热震性差，而且导热性能差、弹性模量大，容易导致材料的失效或破坏。

目前，换热器管的材质为不锈钢、碳质和陶瓷材料等。不锈钢材质换热管使用温度低于800℃，耐酸碱腐蚀性差；石墨耐腐蚀性好但热导率低、强度低、抗氧化性能差，这使得碳质材料换热管换热效率低，易损坏，而且不能在高温氧化气氛下使用，一般在低温环境获保护气氛下的高温环境应用。陶瓷换热管具有高温强度高，抗氧化、抗热震性能好、寿命长等优点，因而广泛用于冶金、石化、食品、制药等行业。目前产用制作陶瓷换热管的陶瓷材料主要有堇青石、莫来石、高铝石、焦宝石、碳化硅等，由于堇青石、莫来石、高铝石、焦宝石等材料制备的换热器管抗热震性能差、耐腐蚀性能差的问题。

因此，研究一种兼具抗热震性及耐腐蚀性的换热器管是目前陶瓷换热器管需要解决的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管，所述无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管提高了陶瓷换热器管的高抗热震性。

本发明还提出了一种无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管的加工方法，该加工方法的制备工艺简单、生产效率高、成本低，生产的换热器管具有热导率高、耐腐蚀、耐高温、抗热震性好、热膨胀系数低的特性。

根据本发明第一方面实施例的无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管，无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管的材料按质量百分比计，包括无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管的材料按质量百分比计，包括55％-77％的碳化硅微粉、0％-18％的氧化锆微粉、3-7％的炭黑、3％-6％的二硼化钛、2％-5％的粘合剂、0.5～2％的润滑剂和8％-25％的去离子水；所述碳化硅微粉的粒径为0.45-0.5微米，所述炭黑的粒径为1-25纳米；所述的氧化锆微粉的纯度为4n，规格为5um，所述二硼化钛的规格为1um。

根据本发明的一些具体实施例，所述无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管的材料及其重量百分比组成如下：碳化硅微粉65％、炭黑5.88％、二硼化钛4.71％、粘合剂3.53％，润滑剂0.59％，去离子水20.29％。

根据本发明的一些具体实施例，所述无压烧结高抗热震碳化硅陶瓷换热器管的材料及其重量百分比组成如下：碳化硅微粉71.50％、炭黑4.55％、二硼化钛5.68％、粘合剂4.55％，润滑剂1.02％，去离子水12.7％。