[发明专利]硅碳棒及其制备方法

摘要

本发明属于功能陶瓷领域，具体涉及一种硅碳棒及其制备方法。包括发热体，发热体由以下质量分数的原料制成碳化硅97％‑98.7％、结合剂1％‑3％、氮化硼0.1％‑0.3％。还包括冷端部和焊接部，冷端部由以下原料制成碳化硅、结合剂、石墨粉、金属硅、煅烧石油焦、果壳粉和麦芽糊精；焊接部由以下原料制成树脂、硅粉、碳化硅微粉和石墨粉。本发明制备的硅碳棒的各项性能指标优异，发热体体积密度≥2.45g/cm3，抗折强度≥45MPa，碳化硅含量≥98.8％，本发明成本低，可代替进口产品；也替代了煤、石油、天然气等存在节能减排压力的能源加热，降低了铝行业、玻璃行业等的成本；本发明还提供其制备方法。

主权项

一种硅碳棒，其特征在于：包括发热体、冷端部和焊接部，所述发热体由以下质量分数的原料制成：碳化硅97%‑98.7%、结合剂1%‑3%和氮化硼0.1%‑0.3%；所述发热体的生产工艺，包括以下步骤：（1）混料：将发热体的所有原料混合搅拌，再加水搅拌；（2）成型：将搅拌好的原料加入压机进行压制，密度≥2.45g/cm³；（3）烘干：将压制成型的坯件进行烘干；（4）定尺切割：将烘干后的坯件根据尺寸进行切割、表面修整，达到产品图纸要求；（5）烧结：将步骤（4）得到的坯件先预热为500‑800℃，再在2300‑2600℃下烧结，制得发热体；所述冷端部由以下质量分数的原料制成：碳化硅30%‑40%、结合剂3%‑8%、石墨粉1%‑5%、金属硅8%‑15%、煅烧石油焦30%‑40%、果壳粉1%‑6%和麦芽糊精1%‑6%；所述冷端部的生产工艺，包括以下步骤：（1）混料：将冷端部的所有原料混合搅拌，再加水搅拌；（2）成型：将搅拌好的原料加入压机进行压制；（3）烘干：将压制成型的坯件进行烘干；（4）烧结：将烘干后的坯件先预热为300‑600℃再在500‑800℃下烧结；（5）渗硅：将步骤（4）素烧好的坯件预热为500‑700℃，再在2000‑2300℃下进行渗硅烧结；（6）定尺切割：将步骤（5）渗硅后的坯件根据尺寸进行切割、表面修整，达到产品图纸要求；制得冷端部；所述焊接部由以下质量分数的原料制成：树脂8%‑15%、硅粉10%‑25%、碳化硅微粉50%‑70%和石墨粉7%‑13%；所述的硅碳棒的制备方法，包括以下步骤：（1）切割：将发热体和冷端部切割为需要的规格，打磨；（2）粘棒：用焊接料将发热体的两端和冷端部粘结起来；（3）烘干：将粘结好的坯件进行烘干；（4）焊接：将烘干的坯件放入真空焊接炉进行焊接；（5）喷铝：用喷铝机将铝丝熔化喷到硅碳棒的两端。