[发明专利]一体成型芦苇秸秆基碳纤维智能电热陶瓷板的制备方法

摘要

本发明涉及一体成型芦苇秸秆基碳纤维智能电热陶瓷板的制备方法，其特征是首先将芦苇秸秆进行提纯，制得纤维纱线，将纤维纱线经过预氧化、碳化等工艺处理制备得到芦苇秸秆基碳纤维；然后，以芦苇秸秆基碳纤维为发热元件，采用一体压胚和烧结成型技术，制备了芦苇秸秆基碳纤维电热陶瓷板。该电热陶瓷板由表面层、芦苇秸秆基碳纤维发热层、微孔隔热基底层组成，其中，表面层含有氮化铝，其具有很好的导热和绝缘性能；芦苇秸秆基碳纤维发热层含有导热性能优异的炭黑，有利于热量传递；采用发泡工艺在隔热基底层制得很多微孔，隔热效果好。本发明的电热陶瓷板制备方法简单，原料来源广泛且廉价，具有很好的应用前景。

主权项

1.一体成型芦苇秸秆基碳纤维智能电热陶瓷板的制备方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：步骤一、微孔隔热基底层的制备：通过发泡工艺配置的微孔隔热基底层陶泥(粉)，然后平铺于胚体模具底层；步骤二、发热层的制备：将芦苇秸秆基碳纤维直接铺设在微孔隔热基底层陶泥(粉)上，并用胚体粉料均匀覆盖，其施料厚度为胚体模具总厚度的0.4～0.6，平整后压胚；所述的芦苇秸秆基碳纤维的制备方法包括如下步骤：步骤201：将干燥的芦苇秸秆锯短，锯碎后每节长度约50～100cm；常压下，将芦苇秸秆加入含2～5g/L硅酸钠、2～10g/L亚硫酸钠和5～20g/L氢氧化钠的混合溶液，浴比为1︰30～50，煮练温度为60℃～90℃，煮练时间为90～120min；煮练结束后，用30℃～50℃的温水反复冲洗至中性；步骤202：常温下，将步骤201处理的芦苇秸秆浸泡在硫酸和盐酸的混合溶液中，浴比为1︰30～50，浸泡时间为20～40min；浸泡结束后，用30℃～50℃的温水反复冲洗至中性；步骤203：将步骤202处理的芦苇秸秆置于握持罗拉与喂给板之间，按照一定的速度喂入；从罗拉之间输出的芦苇秸秆经表面针刺高速穿刺、割裂和梳理，将芦苇秸秆变成芦苇秸秆纤维；将芦苇秸秆纤维经压滤机压滤处理，制备芦苇秸秆超细纤维，超细纤维的直径为10～200nm，超细纤维的长度为120nm～260mm；步骤204：将步骤203处理的纤维纺制成纱线；步骤205：将步骤204制备的芦苇秸秆基纤维纱线原丝在有氧气氛中进行预氧化，得到预氧化丝；步骤206：预氧化丝在无氧气氛中进行碳化，得到芦苇秸秆基碳纤维成品；步骤207：步骤206处理的纤维经过表面处理、上浆、干燥和卷绕制得芦苇秸秆基碳纤维成品；步骤三、铺设方式与结构设计：把芦苇秸秆基碳纤维以环形绕线方式盘绕在微孔隔热基底层平面上；芦苇秸秆基碳纤维电热层中的温度传感器预留空腔及导线槽，针孔状温度传感器置于空腔内部，芦苇秸秆基碳纤维电热线的两端预埋至电极端子孔位置，并由外接铜丝导线沿导线槽连接至智能数据控制装置；步骤四、压胚与烧结成型：分层布料完成后，在模具中进行压胚或定型，其中粉料胚体压胚的压强为30～60MPa，压胚或定型完成后出模得半成品，干燥后放入窑炉烧结得到成品；步骤五、表面层的制备：称取适量陶瓷釉料的原料，将称量好的陶瓷釉料原料放入到球磨机中进行球磨，球磨时间1～3h，然后加入占釉料质量2～4％的葡萄糖，再次球磨1～3h，得到的釉浆施加在步骤四制备的陶瓷坯体上，经干燥后在1000～1400℃下烧结获得陶瓷板，优选地，烧成制度为常温～800℃，升温时长为15min，800℃～1200℃，升温时长为5min，1200℃保温15min，最后冷却20min，制备得到电热陶瓷板。