一种凝胶注模成型SiC陶瓷叶轮湿坯的干燥方法.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CN106892662A(43)申请公布日2017.06.27(21)申请号201710206941.4(22)申请日2017.03.31(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人燕青芝赵占冲(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.C04B35/565(2006.01)C04B35/624(2006.01)C04B35/634(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种凝胶注模成型SiC陶瓷叶轮湿坯的干燥方法(57)摘要本发明提供一种凝胶注模成型SiC陶瓷叶轮湿坯的干燥方法，针对凝胶注模成型工艺中陶瓷叶轮湿坯在初期干燥阶段坯体容易开裂、变形等问题，提出用聚乙二醇干燥液干燥叶轮湿坯，同时采用惰性硬质托盘支撑叶轮湿坯的方法，该方法首先配置高浓度的聚乙二醇干燥液，然后将叶轮湿坯和惰性支撑托盘浸入干燥液中，完成第一阶段干燥，继而放入恒温、恒湿干燥箱内完成第二阶段干燥。采用该方法使得干燥环境更为温和，坯体干燥均匀、透彻，避免因重力和干燥应力造成的坯体开裂、变形等缺陷。该方法操作简单，成本低，生产周期短，效率高，大大降低大尺寸叶轮的干燥难度，制备出直径350mm以上的大尺寸叶轮。CN106892662ACN106892662A权利要求书1/1页1.一种凝胶注模成型SiC陶瓷叶轮湿坯的干燥方法，其特征在于，所述方法首先配置高浓度的聚乙二醇干燥液，然后将叶轮湿坯和惰性支撑托盘浸入干燥液中，完成第一阶段干燥，继而放入恒温、恒湿干燥箱内完成第二阶段干燥。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）按比例称量干燥剂，然后将所称量的干燥剂加入去离子水中，配置出不同浓度的干燥溶液；（2）将SiC陶瓷叶轮湿坯放到与其形状匹配的硬质支撑托盘上，然后将托盘和叶轮湿坯完全浸泡到步骤（1）所述干燥溶液中，间断称量叶轮重量，直至叶轮不再减重，可得液相干燥后叶轮坯体；（3）用去离子水冲洗步骤（2）中所述经液相干燥后的叶轮坯体，然后将坯体放入箱式干燥器中，控制干燥温度和湿度，间断称量叶轮重量，直至叶轮不再减重。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中所称量的干燥剂为聚乙二醇PEG2000～20000；所述干燥剂加入量体积百分数为20～55％。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述称量的干燥剂为聚乙二醇优选为PEG6000。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述干燥剂加入量体积百分数优选为35%。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中的箱式干燥器为控湿、控温干燥器，升温速率为5～20℃/min；干燥温度为65～99℃；干燥湿度为55～100%。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述升温速率优选为8℃/min。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述干燥温度优选为80℃，干燥湿度优选为90%。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中间断为4～15小时。10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中间断为4～15小时。2CN106892662A说明书1/5页一种凝胶注模成型SiC陶瓷叶轮湿坯的干燥方法技术领域[0001]本发明属于属于陶瓷叶轮制造领域，具体涉及一种凝胶注模成型SiC陶瓷叶轮湿坯的干燥方法。背景技术[0002]化工、石油及核电站经常需要将高温、强酸碱性溶液或具有腐蚀性的液态金属泵入或泵出，金属材质的叶轮很容易受到腐蚀，迫切需要一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损的陶瓷叶轮。SiC陶瓷不仅具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的。热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的。但由于SiC陶瓷分子结构的键合特点，导致其缺乏塑性变形能力，表现出较大的脆性，难以成型大尺寸、复杂形状的陶瓷部件，从而严重影响了其作为结构材料的应用。[0003]美国橡树岭国家实验室于20世纪90年代初发明了一种胶态快速成型技术，即凝胶注模成型技术。该技术将传统的粉体成型工艺与聚合物化学结合起来，把高分子单体的聚合反应特点应用到粉体成型领域中。其技术原理是利用有机单体在聚合成三维网状聚合物的同时，将分散均匀的粉体悬浮液中的颗粒包裹，从而使之原位固化，形成具有粉体与高分子物质复合结构的坯体。该工艺具有所需设备简单、成型坯体组成均匀、缺陷少、不易变形、近净尺寸成型复杂形状结构件及实用性强