[发明专利]制备高性能纯结晶碳化硅纳米平板陶瓷膜的方法

摘要

本发明公开了一种制备高性能纯结晶碳化硅纳米平板陶瓷膜的方法，首先选用高纯6H‑SiC粉料作为基料，对支撑层、过渡层和上膜层材料进行介质气流整形，采用活塞式挤出机挤出支撑层坯体并用履带式真空微波干燥机进行固化；将过渡层的泥料挤到固化的支撑层上并放入履带式真空微波干燥机中固化，然后高温烧结；最后将上膜层泥料通过等离子方法喷涂到过渡层上即可。本发明制备方法可连续生产，节能环保效果明显，工作环境好，能很好的控制陶瓷膜的孔径尺寸、通量渗透量和粒子去除率，烧结后没有添加剂残留；成品陶瓷膜可在高温、高盐、强腐蚀工况条件下充分发挥碳化硅自身的理化性能优势，分离精度高，再生能力强，使用寿命强，能实现重复使用。

主权项

1.一种制备高性能纯结晶碳化硅纳米平板陶瓷膜的方法，其特征在于：包括下述步骤：第一步，原料选取选用原位合成高纯6H‑SiC粉体材料作为制备平板陶瓷膜的基料，其中支撑层所用粉体的粒度为25~40微米、过渡层所用粉体的粒度为3~6微米、上膜层所用粉体的粒度为0.25~ 0.40微米；第二步，粉体材料整形采用负压引风、分级自动化控制系统，将上述三种粉体材料进行整形，得到圆形度≥ 0.955的粉体材料；其中整形后支撑层所用粉体的粒度为24.5~39.5微米、过渡层所用粉体的粒度为2.8~5.7微米、上膜层所用粉体的粒度为0.23~0.39微米；第三步，制备支撑层、过渡层和上膜层泥料按照粉体材料: 淀粉造孔剂:酸性粘接剂=65%:32%:3%之体积比准确称量粉体材料、淀粉造孔剂和酸性粘接剂，入混料机干法混合两小时，分别得到支撑层、过渡层和上膜层泥料原料；在所述泥料原料中按质量浓度加入15%的纯净水，在混料机中混合45分钟，分别得到支撑层、过渡层和上膜层泥料备用；第四步，制备固化支撑层将支撑层泥料用活塞式挤出成型机直接挤入履带式真空微波干燥机中，在60~65℃的温度下干燥4~5分钟，干燥后按设计尺寸裁剪，得到固化支撑层；第五步，制备固化过渡层以第四步固化的支撑层作为内模具，将过渡层的泥料用螺旋挤塑成型机直接挤入放在履带 式真空微波干燥机中的支撑层上，在70~73℃的温度下干燥2~2.5分钟，得到固化有过渡层的坯体；第六步，烧结将第五步的坯体用微波厌氧真空烧结炉在烧结温度1600℃条件下高温烧结；第七步，真空镀膜将温度降至室温的坯体放入真空镀膜机中，将上膜层泥料通过等离子方法喷涂到过渡层上，得到镀膜厚度符合设计要求的上膜层；制备成的纳米平板陶瓷膜成品的最高操作温度为240℃，纯水通量渗透量60~80立方/m².d，10纳米以上颗粒的去除率≥96%；所述第六步烧结时，其升温时间为6小时，升温至1600℃后保温1小时，然后降温4小时至室温；所述高纯6H‑SiC粉体材料中，碳化硅含量≥99.6%，6H结构纯度≥95%，显微硬度≥ 3350kg/mm²，韧性值≥72%。