一种金属陶瓷复合膜的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114768553A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210478052.4(22)申请日2022.04.29(71)申请人南京工业大学地址211800江苏省南京市浦口区浦珠南路30号申请人利华益神剑化工有限公司(72)发明人俞健张玉冬祝红广叶晔黄亮(51)Int.Cl.B01D71/02(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D69/02(2006.01)B01D69/04(2006.01)B01D67/00(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称一种金属陶瓷复合膜的制备方法(57)摘要为满足高温、高压、高粘度分离体系的要求，本发明提供一种金属陶瓷复合膜的制备方法，此材料兼具多孔金属材料与陶瓷膜材料的双重优点，其主要工艺是采用金属粉末将金属冲孔管与陶瓷膜管烧结在一起，形成一种金属陶瓷复合膜材料，此材料不仅保留了陶瓷膜的优点，过滤精度高，耐溶剂等特性，也具有多孔金属材料可焊接等特性。CN114768553ACN114768553A权利要求书1/1页1.一种金属陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A、准备金属冲孔管，在所述金属冲孔管外包裹陶瓷纸，将多孔陶瓷膜管塞入所述金属冲孔管，并在所述金属冲孔管的一端部设置环形连接件，所述多孔陶瓷膜管的外壁、所述金属冲孔管的内壁和所述环形连接件之间形成了腔体；B、在A步骤形成的所述腔体内和所述金属冲孔管的孔内填充金属粉末，并在所述金属冲孔管的另一端部设置另一环形连接件进行封堵，从而形成组合件；C、将所述组合件置于保护性气氛下进行感应烧结，所述金属粉末形成所述金属膜层，脱去所述陶瓷纸，得到金属陶瓷复合膜材料。2.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：所述金属冲孔管与金属粉末的材质相同，为不锈钢、钛或钛合金。3.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：所述金属冲孔管的壁厚为0.2～2mm、孔面积为0.1～100mm2。4.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：所述多孔陶瓷膜管为多通道结构，外径20～40mm，孔径0.01～0.2μm。5.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：所述感应烧结炉烧结温度为1000～1500℃，保温时间1～100秒。2CN114768553A说明书1/8页一种金属陶瓷复合膜的制备方法技术领域[0001]本发明属于粉末冶金多孔材料制备技术领域，具体涉及一种金属陶瓷复合膜的制备方法和金属基多孔陶瓷复合膜。背景技术[0002]随着社会的不断进步和化工产品质量的提升，化工分离技术不断创新，并朝着低成本、绿色、环保、节能等方向发展。其中膜分离技术具有较好的分离效果，作为一种新型且高效的分离技术在当前具有很广阔的发展前景，进而得到了迅速的发展。[0003]膜分离技术主要依据膜两侧的某种作用力大小不同而产生推动力，在流体经过时，在推动力的作用下，可允许一种或几种物质透过，其他物质被截留，从而达到分离、纯化等目的。常见的推动力通常是膜两侧的压力差、电位差或浓度差。膜分离技术应用领域的不断拓展对膜材料的生产提出了更高要求。[0004]根据膜材料的不同，膜可分为高分子膜和无机膜两大类，其中高分子膜的应用最为广泛，但也有突出的问题，如使用过程中受操作压力和使用温度的限制比较大、化学稳定性差、难以清洗和灭菌并易造成二次污染等，这些正是无机膜的优势。无机膜主要是陶瓷膜和金属膜两大类。相对而言，陶瓷膜具有更优异的化学稳定性，孔径甚至可小到纳米级，在微滤、超滤、纳滤领域均得到应用。但陶瓷属于脆性材料，而且在高温条件下工作时不好密封，金属膜则在这方面具有突出的优势。为了兼有金属膜高机械强度以及陶瓷膜高分离精度的优点，提出了金属陶瓷复合的一种新型膜材料。[0005]专利CN111229058B公开了一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，包括陶瓷膜、刚性外模及封头。将制备陶瓷膜保护层的放入由陶瓷膜、耐高温刚性外模及封头组成的模具内，在真空或还原气氛下高温烧结，卸去外模形成带有金属保护层的陶瓷复合膜材料，此法可在保证陶瓷膜层性能的同时获得金属的高强度。但该方法存在如下问题：[0006](1)使用金属外模时，金属粉末容易与模具烧结在一起，脱模困难；[0007](2)使用陶瓷模具时，在烧结过程中粉末烧结收缩，会产生轴向的拉伸应力，金属膜层容易开裂，不仅无法对陶瓷膜产生有效的保护作用，还会产生内应力，更容易发生陶瓷管断裂的风险；[0008](3)上述两种模具在高温条件下均会产生蠕变，模具尺寸，尤其是直线度会发生偏差，导致模具无法再利用，生产成本居高不下。[0009](4)金属粉末