新型材料的泡沫石墨陶瓷塑料制造技术

新型材料的泡沫石墨陶瓷塑料是一种真空炉及其用途高温高频绝热材料，它的体积密度达到０．５１－０．２１ｇ／ｃｍ↑［３］，耐压强度５－１１ＭＰａ。加热１０００℃时，导热系数约为０．９－０．１１ＫＣａｌ／Ｍ.ｈ.℃是由沥青；粘土提纯金属和硅元素，加之碳化物和可燃物合成的媒介剂。经压型，加热２０００℃以上烧成。用于真空、原子能高温高频绝热；化工过滤、催化剂载体；航天飞行器、喷嘴、发汗材料基体及电子工业提供材料。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种用于真空炉、高温炉作为炉衬的绝热材料和啤酒、饮料液体过滤介质材料的新型-泡沫石墨陶瓷塑料。我国的真空炉和高温炉，炉衬绝热材料非常落后，材料的造价也非常昂贵，存在着许多的弊病。国内炉子绝热材料要求愈来愈高，导致不断的取代。现有的真空炉作为炉衬的材料为炭毡，该材料体软，操作强度大。加以浸渍又尖硬而变形，透气性不好，同时耐高温限于800-1300℃的范围等缺点。国外的绝热材料，如苏联的多孔炭，体积密度为1.1-0.9g/cm3，气孔率48-57%，基体表层有微量灰尘。这些材料作为真空炉炉衬绝热材料有一定的缺点，影响真空炉对热处理制件的质量。因此，对真空炉用的绝热材料提出新的要求(课题)1、作为该材料必须质轻体积密度≯0.4g/cm3，气孔率50-80%。2、要求材料厚度≯20mm，宽＞350mm，长900-1200mm。抗压强度3.5-10MPa，基体表层无微粒灰尘，耐高温1300-1450℃。本专利技术的目的是根据这一要求和解决作为真空炉炉衬的绝热材料存在的问题，而研制的多孔(泡沫)炭-石墨金属陶瓷材料，简称为新型材料的泡沫石墨陶瓷塑料，它取代炭毡，做为真空炉、高温炉等炉子炉衬绝热材料，耐高温，耐冲刷等优点，如用于啤酒过滤，可解决用棉层过滤的问题，经济、可减轻劳动强度。有待于开发用于宇宙、化工、机械 制造、电子、单晶硅、真空技术的需要提供极为重要的材料。搞活经济，走向世界，打开了窗口。制造方法及内容3、本专利技术的泡沫石墨陶瓷材料中填加的主要金属是Fe2O3和Al2O3及非金属SiO2等元素，由陶土和粘土中提纯，不足部分另加，起到抗氧化的作用。用陶土、粘土的可塑性、膨胀、收缩、含氧化铝高的特征，耐高温热稳定性好等优点，所以，陶土和粘土加入石墨中去，想要得到的是具有抗氧化、耐烧蚀热稳定好，会膨胀又会收缩的特性石墨陶瓷材料。本工艺配方中不直接加入石墨或焦粉，是本工艺主要的特征。而是以改性沥青即当粘结剂又当作填料使用。由改性沥青的残碳值高的优点制取炭-石墨。制取轻质多孔(泡沫)材料，先将陶土，粘土加入石墨中去，制得的是除元素外，就是它具有的粘性，提高制糊的可塑性及制品的强度。改性沥青的填加经炭化和石墨化后由炭转为石墨晶体，即是石墨。目的是得到炭-石墨本身孔度大，易与其它材料结合的优点。该材料轻质多孔方法多孔剂为媒介的制品(材料)，在高压高温条件把含有各种元素及多相材料发挥作用，重新排列成新结构，熔融形成的气体逸出残留的通道轨迹空间或焦结形成的悬浮不规则气泡空间，它们形成不同的结构空间，视为多孔空间。配料中填加的多相原料，它们的结合是以改性酚醛树脂，改性沥青、陶土、粘土的粘性媒介胶合作用。最重要的是把多相材料结合一体的因素，有它的致密性多孔材料的制得，这完全是多相材料制备粉末颗粒，制糊压片，磨粉制成压粉，冷压成型生坯。最后是高压高温炭化和石墨化的成就。它们交融一起的多相材料(包含多种元素)及加入的材料各起到的化学、物理变化，是在石墨化温度800-2000℃以上所发挥的作用通过这一过程，我们所要得到地就是轻质多孔新型的材料-泡沫石墨陶瓷塑料。本专利技术的工艺配方如表1所示。工艺配方(均按%重量计) 表1 </tables>本专利技术的新型料的主要特征，见表2新型材料-泡沫石墨陶瓷塑料主要特征表2 </tables>该材料与碳毡相比有下列优点1、该材料耐高温2000-2500℃。加热1000℃时，会收缩。加热2000℃以上时有抗烧蚀，不变形不龟裂，耐冲刷，表层无微粒灰尘脱落等现象。2、有金属切削的性能，制造简单，造价低廉，仅是碳毡价格的1/3。附图说明图1新型材料的泡沫石墨陶瓷塑料工艺流程图。下面结合附图详述本专利技术的具体工艺流程一种真空炉及其用途的高温高频绝热新材料的泡沫石墨陶瓷塑料的制法工艺流程，是利用改性沥青(或石油、沥青焦)作为主要填料。改性酚醛树脂(软化点100-110℃)为粘结剂。以粘土等中提纯金属氧化铁、氧化铝和非金属硅元素及碳化物、可燃物合成为造孔媒介剂，干燥，混合制成粉末。粘土也可直接作为补助填料。这些多相原料，经磨粉、筛分、混合制糊、压片(挤压成型生坯)、磨粉、预热、成型(冷、热)生坯、炭化和石墨化(与电极生产工艺相同)。而这一多孔新型材料，是在石墨化高温2000℃以上的气氛中化学、物理变化制得的。其中1、混捏制糊工艺操作将填料、补助填料和造孔媒介剂加入锅内(一般为500立升捏合机)，干混15-20分钟，干混温度约为35-55℃时加催化剂，再干混温度达到85-105℃，蒸气压力在0.2-0.45Mpa，加粘结剂，15分钟后见糊的可塑性，如不好，加增塑剂。再混捏45-55分钟，糊的温度在170-185℃时，蒸气压力在0.64-0.76Mpa以上，出锅压片或压型。2、压片工艺对辊温度120-145℃，辊间距调至1-1.2mm，重复压两次以上，然后去磨粉，制成压粉。压粉在成型前用远红外线预热70-85℃，即可成型。3、成型工艺操作成型是一个比较复杂的工艺，要根据制品的要求，制糊的条件等因素。成型方法，选择压机的公称压力。(1)模压成型方式(冷、温、热)成型方法，压制厚度100-400mm，纵向截面＜40-70Mpa。(2)挤压成型方式(中温、热)成型方法，挤压直径100-500mm，横向截面＜20-31Mpa。该专利技术对真空炉及其高温高频作为绝热、过滤等材料极为理想。附表新型材料的泡沫石墨陶瓷塑料工艺流程图。(图1)1、提纯 2、粘土 3、SIO24、AI2O35、Fe2O36、碳化物 7、可然物 8、合成9、造孔媒介剂 10、煅后焦 11、破碎 12、磨粉13、沥清 14、熔化 15、吹炼 16、脱水17、冷却 18、粘结剂 19、苯酚 20、甲醛21、合成 22、泡沫石墨陶瓷塑料 23、多孔炭陶瓷24、绢云母 25、Fe2O326、催化剂 27、筛分28、改性沥清 29、碳化 30、石墨化 31、机加工32、成品 33、石蜡 34、金属盐 35、填料36、压制生坯 37、碳-陶瓷 39、多孔石墨陶瓷39、增塑剂 40、称量配制 41、混捏制湖 42、磨粉43、压粉 44、预热 45、冷压 46、生坯47碾片 48、挤压成型氢权利要求1.一种用于真空炉、高温炉作为炉衬的绝热材料及其用途的高温高频绝热新材料的泡沫石墨陶瓷塑料，本专利技术的特征是工艺配方有填料改性沥清(冷磨)6-100粒度目，含量为≤10%，陶土或粘土6-320粒度目，含量为＜5%；有粘结剂改性酚醛树脂80-320粒度目，含量为≤15%；有增塑剂石蜡80-320(切片)粒度目，含量为＜0.5%；有造孔剂稻壳和多孔媒介剂100-320粒度目，含量为＜56.5%；有起(发)泡剂碳酸盐类100-320粒度目，含量为≤12%；有催化剂Fe2O3，80-320粒度目，含量为＜1%。(均按重量%计)。2.按权利要求1所述的泡沫石墨陶瓷塑料，其特征在于新型材料-泡沫石墨陶瓷塑料主要技术指标体积密度0.51-0.20g/cm3，气孔率58-95%，耐压强度5-11mpa，导热系数(1000℃)0.9-0.11kcaI/mhc，热膨胀系数(1000℃)2.5-3(106I/℃)，比电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于真空炉、高温炉作为炉衬的绝热材料及其用途的高温高频绝热新材料的泡沫石墨陶瓷塑料，本专利技术的特征是工艺配方：有填料：改性沥清（冷磨）６－１００粒度目，含量为≤１０％，陶土或粘土６－３２０粒度目，含量为＜５％；有粘结剂改性酚醛树脂８０－３２０粒度目，含量为≤１５％；有增塑剂：石蜡８０－３２０（切片）粒度目，含量为＜０．５％；有造孔剂：稻壳和多孔媒介剂１００－３２０粒度目，含量为＜５６．５％；有起（发）泡剂：碳酸盐类１００－３２０粒度目，含量为≤１２％；有催化剂Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］，８０－３２０粒度目，含量为＜１％。（均按重量％计）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何永碧，何武罡，乔正芝，何鹏，徐华，焦丽莹，何乃娟，于庆伟，
申请(专利权)人：何永碧，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]