一种纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮及其凝胶注模成型制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106946571A(43)申请公布日2017.07.14(21)申请号201710190216.2(22)申请日2017.03.27(71)申请人安徽陶普新材科技有限公司地址233000安徽省蚌埠市高新区燕山路山香家园1栋408号(72)发明人周敏(74)专利代理机构合肥市长远专利代理事务所(普通合伙)34119代理人崇鑫刘希慧(51)Int.Cl.C04B35/565(2006.01)C04B35/628(2006.01)C04B35/63(2006.01)F04D29/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮及其凝胶注模成型制备方法(57)摘要本发明公开了一种纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，包含：将碳化硅粉体、烧结助剂等混合后，球磨得到碳化硅陶瓷浆料；将短切碳纤维、偶联剂等搅拌均匀，加入碳化硅陶瓷浆料中得到第一混合物料，球磨，喷雾干燥得到预处理陶瓷-纤维复合粉体；将预处理陶瓷-纤维复合粉体和单体、热分解自由基引发剂、去离子水搅拌，点燃聚合反应，取出聚合体；将聚合体洗涤，除去均聚物，干燥得到接枝改性后的复合陶瓷粉体；将接枝改性后的复合陶瓷粉体、单体等搅拌，抽真空脱气得到第二混合物料，加入热分解自由基引发剂混合均匀，固化，脱膜，干燥，真空脱胶，烧结，冷却得到纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮。CN106946571ACN106946571A权利要求书1/2页1.一种纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，包含如下步骤：S1、将碳化硅粉体、烧结助剂、偶联剂、无水乙醇混合后，球磨得到碳化硅陶瓷浆料；S2、将短切碳纤维、偶联剂、无水乙醇搅拌均匀，加入碳化硅陶瓷浆料中得到第一混合物料，接着球磨，然后喷雾干燥得到预处理陶瓷-纤维复合粉体；S3、将预处理陶瓷-纤维复合粉体和单体、热分解自由基引发剂、去离子水混合后进行搅拌，接着引入热源，点燃聚合反应，待聚合反应结束后，取出聚合体；S4、将聚合体溶于水中，洗涤，除去均聚物，然后干燥得到接枝改性后的复合陶瓷粉体；S5、将接枝改性后的复合陶瓷粉体、单体、交联剂、消泡剂、分散剂、去离子水混合后进行搅拌，接着抽真空脱气得到第二混合物料，然后加入热分解自由基引发剂混合均匀，再注入模具中固化，脱膜得到短切碳纤维增韧陶瓷叶轮生坯；S6、将短切碳纤维增韧陶瓷叶轮生坯进行干燥，接着进行真空脱胶，再进行烧结，冷却得到纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮。2.根据权利要求1所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S1中，碳化硅粉体、偶联剂、无水乙醇的重量比为0.5～3：0.5～3：3～8；优选地，S1中，球磨时间为1～20h。3.根据权利要求1或2所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S1中，烧结助剂与碳化硅粉体的重量比为0.2～3：100；优选地，S1中，烧结助剂为碳化硼粉体或硼粉。4.根据权利要求1-3任一项所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S2中，短切碳纤维、偶联剂、无水乙醇的重量比为0.5～3：0.5～3：3～8；优选地，S2中，短切碳纤维占第一混合物料固相含量的1～12wt％。5.根据权利要求1-4任一项所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S2中，球磨时间为1～20h；优选地，S2中，搅拌方式为机械搅拌，搅拌时间为1～3h。6.根据权利要求1-5任一项所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S3中，预处理陶瓷-纤维复合粉体和单体、热分解自由基引发剂、去离子水的重量比为3～25：25～65：0.01～0.2：3～60；优选地，S3中，单体为丙烯酰胺和/或丙烯酸，热分解自由基引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或两种以上组合物；优选地，S3中，搅拌方式为机械搅拌，搅拌时间为1～3h。7.根据权利要求1-6任一项所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S4中，干燥温度为40～85℃。8.根据权利要求1-7任一项所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S5中，接枝改性后的复合陶瓷粉体、单体、交联剂、消泡剂、分散剂、去离子水的重量比为50～68：1.87～3.87：0.2～1：0.25～1：0.1～1：20～40；优选地，S5中，单体为丙烯酰胺和/或丙烯酸，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，消泡剂为聚醚消泡剂，分散剂为四甲基氢氧化铵，热分解自由基引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或两种以上组合物；优选地，S5中，第二混合物料与热分解自由基引发剂的重量比为100：0.05～0.1；优选地，S5中，搅拌方