一种碳化硅圆管材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅圆管材料及其制备方法，碳化硅圆管材料的组成为：碳化硅粗料、碳化硅细料、纤维素、水溶液和甘油；其中，碳化硅粗料50‑70份，碳化硅细料30‑50份，纤维素1.5‑3份，水溶液7‑10份，甘油0.2‑0.5份。采用本发明专利技术方法制备的碳化硅圆管材料，组成结构、制备工艺简单，相比现有碳化硅圆管材料能够节约成本。调节碳化硅粗料和碳化硅细料的配比，同时加入纤维素增加整个配方的粘结性，加入甘油提高润滑力和润湿力，都能够促进碳化硅圆管材料性能的提升。最终通过合理的配比和组成，能够解决碳化硅圆管材料制成的钢管强度和密度较低的问题，提高碳化硅圆管材料的利用率。

A silicon carbide circular tube material and its preparation method

The invention discloses a silicon carbide circular tube material and its preparation method. The composition of the silicon carbide circular pipe material consists of silicon carbide coarse material, silicon carbide fine material, cellulose, water solution and glycerol, among which, the silicon carbide coarse material is 50, 70 parts, 30 silicon carbide fine materials, 3 cellulose 1.5, 10 water solution, 0.2 glycerin 0.2, 0.5 copies of glycerol. . The silicon carbide round pipe material prepared by the method of the invention has the advantages of simple structure and simple preparation process, and can save cost compared with the existing silicon carbide round pipe material. The performance of silicon carbide circular tube material can be promoted by adjusting the ratio of SiC coarse material and SiC fine material, adding cellulose to increase the adhesion of the whole formula, adding glycerol to improve the lubrication and wetting force. Finally, through reasonable proportion and composition, the strength and low density of the steel tube made of silicon carbide circular tube material can be solved, and the utilization ratio of the silicon carbide circular tube material can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅圆管材料及其制备方法
本专利技术涉及工程陶瓷
，尤其涉及一种碳化硅圆管材料及其制备方法。
技术介绍
碳化硅制品是以碳化硅(SiC)为原料的非氧化物陶瓷材料，其耐磨性和耐侵蚀性好，高温强度大，热导率高，热膨胀系数小，热震稳定性好，应用领域非常广阔。例如：在炼钢炼铁方面，它可以用于盛钢桶内衬、水口、塞头、高炉炉底和炉腹、出铁槽、转炉和电炉出钢口、加热炉无水冷滑轨等方面；在有色金属如锌、铜、铝、钛、金属硅等的冶炼中，大量用于电炉炉衬、蒸馏器、精馏塔托盘、电解槽侧墙、熔融金属管道、吸送泵和熔炼金属坩埚等；在硅酸工艺中，它大量用作各种窑炉的棚板和隔焰材料；化学工艺中多用于油器发生器、有机废料煅烧炉、石油汽化器和脱硫炉等方面；此外，在空间技术上，碳化硅制品可用作火箭喷管和高温燃气透平叶片等。因此，碳化硅制品已成为人们广为利用的非氧化物陶瓷材料。碳化硅制品根据形状不同来划分，一般分为圆管、板材、异型材等。现有的碳化硅圆管材料制成的碳化硅管具有硬度高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀、抗热抗震性好、导热系数大以及抗氧化性好等优越性能。碳化硅管主要用于中频锻造、各种热处理电炉、冶金、化工、有色金属冶炼等行业，长度可设计。因其具有很大的硬度、耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性，它已被确认为耐火材料、电热元件、黑色有色金属冶炼等用的原料，现在又被应用在机械工程中的结构件和化学工程中的密封件等。但是，目前碳化硅圆管材料本身的特性使之很难在常压下烧结致密，制得的碳化硅圆管密度和强度较低，常常无法满足工业化应用的需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种碳化硅圆管材料及其制备方法，以解决现有技术中制备的碳化硅圆管强度和密度较低的问题。第一方面，本专利技术提供了一种碳化硅圆管材料，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料50-70份，碳化硅细料30-50份，纤维素1.5-3份，水溶液7-10份，甘油0.2-0.5份。可选的，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料55-65份，碳化硅细料35-45份，纤维素1.8-2.5份，水溶液8-9份，甘油0.3-0.4份。可选的，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料60份，碳化硅细料40份，纤维素2.25份，水溶液8.5份，甘油0.35份。可选的，所述碳化硅粗料中SiC的质量分数大于等于96.5％，所述碳化硅粗料的粒度范围为0.09-2.5mm。可选的，所述碳化硅细料中SiC的质量分数大于等于97.5％，所述碳化硅细料的粒度范围为0.03-0.07mm。可选的，所述水溶液由沸腾的纯净水加入3％-5％重量的聚乙烯醇搅拌而成。另一方面，本专利技术提供了一种碳化硅圆管材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1：固体料混合，将碳化硅粗料、碳化硅细料、纤维素投入100升立式搅拌机；S2：固体料搅拌，启动所述100升立式搅拌机搅拌，搅拌时间为20-40分钟，得到碳化硅圆管材料固体料；S3：补加水溶液搅拌，向所述碳化硅圆管材料固体料加入水溶液，继续搅拌至温度达到30℃，搅拌时间为30分钟-60分钟，得到碳化硅圆管材料浆料；S4：补加甘油搅拌，向所述碳化硅圆管材料浆料加入甘油，继续搅拌5分钟，得到碳化硅圆管材料，密封保存；其中，所述碳化硅粗料50-70份，所述碳化硅细料30-50份，所述纤维素1.5-3份，所述水溶液7-10份，所述甘油0.2-0.5份；所述水溶液由沸腾的纯净水加入3％-5％重量的聚乙烯醇搅拌而成。可选的，所述立式搅拌机的搅拌速度为80-100r/min。由以上技术方案可知，本专利技术实施例示出一种碳化硅圆管材料及其制备方法；所述碳化硅圆管材料组成为：碳化硅粗料、碳化硅细料、纤维素、水溶液和甘油；其中，碳化硅粗料50-70份，碳化硅细料30-50份，纤维素1.5-3份，水溶液7-10份，甘油0.2-0.5份。采用本专利技术方法制备的碳化硅圆管材料，组成结构、制备工艺简单，相比现有碳化硅圆管材料能够节约成本。调节碳化硅粗料和碳化硅细料的配比，同时加入纤维素增加整个配方的粘结性，加入甘油提高润滑力和润湿力，都能够促进碳化硅圆管材料性能的提升。最终通过合理的配比和组成，能够解决碳化硅圆管材料制成的钢管强度和密度较低的问题，提高碳化硅圆管材料的利用率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的碳化硅圆管材料的制备方法的流程图。具体实施方式本专利技术实施例示出一种碳化硅圆管材料，碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料50-70份，碳化硅细料30-50份，纤维素1.5-3份，水溶液7-10份，甘油0.2-0.5份。具体的，碳化硅粗料和碳化硅细料都是碳化硅圆管材料的主要基本材料，碳化硅粗料在碳化硅圆管材料中提供主要的支撑骨架，为碳化硅圆管材料提供主要的强度支撑，所述碳化硅粗料中SiC的质量分数大于等于96.5％，所述碳化硅粗料的粒度范围为0.09-2.5mm。碳化硅细料与碳化硅粗料配合，使得材料能够更加紧密堆积，所述碳化硅细料中SiC的质量分数大于等于97.5％，所述碳化硅细料的粒度范围为0.03-0.07mm，碳化硅细料与碳化硅粗料的这种粒度范围形成较好的颗粒级配，保证碳化硅圆管材料的密度和强度。并且，碳化硅细料比表面积大，高温下容易氧化，氧化生成的氧化硅可以和其他材料一起，共同增强材料的性能。另外，碳化硅粗料和碳化硅细料的纯度要求较高，防止过多的杂质对碳化硅圆管材料的干扰，保证碳化硅圆管材料良好的性能。纤维素和甘油作为辅料，纤维素中含有大量的碳元素，在碳化硅圆管材料组分中充当粘结剂，能够将碳化硅细料和碳化硅粗料粘连到一起，提高碳化硅圆管材料的整体强度。甘油的成分为丙三醇，本身具有保湿性能和润滑性能，能够使碳化硅圆管材料保持湿润，防止水分挥发后难以浇膜，并且较好的润滑性能，使得各组分之间能够填补互相的形成空隙，通过微小的位移，使碳化硅圆管材料的密度提高，最终提高碳化硅圆管材料强度。优选地，碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料55-65份，碳化硅细料35-45份，纤维素1.8-2.5份，水溶液8-9份，甘油0.3-0.4份。进一步的，碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料60份，碳化硅细料40份，纤维素2.25份，水溶液8.5份，甘油0.35份。此时的原料配比能够使碳化硅圆管材料在价格较低的情况下，增加碳化硅圆管成品的密度和强度。参见图1，为本专利技术实施例提供的碳化硅圆管材料的制备方法的流程图。本专利技术提供了一种碳化硅圆管材料的制备方法，制备方法包括：S1：固体料混合，将碳化硅粗料、碳化硅细料、纤维素投入100升立式搅拌机；S2：固体料搅拌，启动所述100升立式搅拌机搅拌，搅拌时间为20-40分钟，得到碳化硅圆管材料固体料；S3：补加水溶液搅拌，向所述碳化硅圆管材料固体料加入水溶液，继续搅拌至温度达到30℃，搅拌时间为30分钟-60分钟，得到碳化硅圆管材料浆料；S4：补加甘油搅拌，向所述碳化硅圆管材料浆料加入甘油，继续搅拌5分钟，得到碳化硅圆管材料，密封保存；其中，所述碳化硅粗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅圆管材料，其特征在于，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料50‑70份，碳化硅细料30‑50份，纤维素1.5‑3份，水溶液7‑10份，甘油0.2‑0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅圆管材料，其特征在于，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料50-70份，碳化硅细料30-50份，纤维素1.5-3份，水溶液7-10份，甘油0.2-0.5份。2.根据权利要求1所述的碳化硅圆管材料，其特征在于，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料55-65份，碳化硅细料35-45份，纤维素1.8-2.5份，水溶液8-9份，甘油0.3-0.4份。3.根据权利要求1所述的碳化硅圆管材料，其特征在于，所述碳化硅圆管材料由下述重量份的原料制成：碳化硅粗料60份，碳化硅细料40份，纤维素2.25份，水溶液8.5份，甘油0.35份。4.根据权利要求1所述的碳化硅圆管材料，其特征在于，所述碳化硅粗料中SiC的质量分数大于等于96.5％，所述碳化硅粗料的粒度范围为0.09-2.5mm。5.根据权利要求1所述的碳化硅圆管材料，其特征在于，所述碳化硅细料中SiC的质量分数大于等于97.5％，所述碳化硅细料的粒度范围为0.03-0.07mm。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘运群，
申请(专利权)人：湖南太子新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43