一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置，包括：烧结系统，用于对原料进行烧结得到氮化硼基陶瓷；抽真空系统，所述抽真空系统和烧结系统相连通，用于对烧结系统抽真空；充气系统，所述充气系统和烧结系统相连通，用于对烧结系统充气，本实用新型专利技术可节约10～50％电能消耗，减少设备的维护和维修成本，制备具有优异的性能的氮化硼基陶瓷材料。

【技术实现步骤摘要】
一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置
本技术属于热压陶瓷生产
，具体而言，本技术涉及一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置。
技术介绍
氮化硼基陶瓷是一种重要的工程材料，它具有热导率高，热胀系数小，抗热振性能高，耐高温，耐腐蚀等优点，在各行业有广泛的应用。由于氮化硼本身呈片状，导致氮化硼基陶瓷很难烧结，在行业中通常采用热压烧结。目前在氮化硼的热压生产过程中，通常是在真空中生产或者高温下循环通入保护气的氛围中生产。真空环境下生产一般是在整个生产过程中保持炉体内一定的真空度，真空度通常要求大于10-2Pa；而充保护气的生产方式是在低温下对炉体预抽真空，保持炉体真空状态升温到1000度以上时再充入保护气体。目前这两种生产方式不但能耗高，而且真空泵持续工作，折损快，因而不仅增加了电能消耗，还会增加设备维修和维护成本。根据以上分析可知，现有的氮化硼热压生产方式存在以下不足：现有的氮化硼热压生产方式及装置不但能耗高，而且真空泵持续工作，折损快，因而不仅增加了电能消耗，还会增加设备维修和维护成本。
技术实现思路
本技术提供了一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置，能够解决现有技术中氮化硼热压生产方式电能消耗大和维护成本高的技术问题。为了解决上述问题，本申请提供了一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法，其技术方案如下：一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法，依次包括：抽真空步骤：对装有氮化硼基陶瓷原料的炉体进行抽真空；充入保护气氛步骤：向抽真空后的所述炉体内充入保护气；升温烧结步骤：对所述炉体内的所述氮化硼基陶瓷原料进行升温、热压烧结，得到氮化硼基陶瓷。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，所述炉体为热压炉炉体。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述抽真空步骤中，抽真空至所述炉体内的真空度不低于10-2Pa。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述抽真空步骤中，所述氮化硼基陶瓷原料为氮化硼和二氧化锆混合粉末，所述氮化硼基陶瓷原料为经过了冷压处理的；所述冷压的压力为3～10MPa。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述充入保护气氛步骤中，充入保护气至所述炉体内的压强达到20-50KPa，使得既可减弱外界氧气流入，又不至于压力太大而升温时气体膨胀损害炉体。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述充入保护气氛步骤中，所述保护气为惰性气体，优选地，所述惰性气体为氮气。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述升温烧结步骤中，所述升温速率为5-10℃/min；所述热压烧结的温度为1800-2000℃，压力为20-25MPa，时间为0.5-1h，之后随炉降温。一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置，包括：烧结系统，用于对原料进行烧结得到氮化硼基陶瓷；抽真空系统，所述抽真空系统和烧结系统相连通，用于对所述烧结系统进行抽真空；充气系统，所述充气系统和烧结系统相连通，用于对所述烧结系统进行充气；所述烧结系统包括炉体和模具，在所述炉体的内部和模具的外侧之间设有腔体状发热体，用于对所述模具内的原料加热；所述发热体的外表面上从内向外依次设有外保温层和隔热层，所述隔热层位于所述炉体的内部；所述发热体、外保温层和隔热层的下部设有下保温层。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置中，作为一种优选方式，在所述烧结系统中，所述隔热层外表面设有感应器，所述感应器为温度感应器。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置中，作为一种优选方式，在所述烧结系统中，所述模具为石墨模具，所述模具用于承装待热压烧结的原料；优选地，所述模具为高强石墨模具；优选地，所述模具包括阳模和阴模，所述阴模位于所述下保温层上，所述阳模从上向下伸入所述发热体的内部；更优选地，所述阳模尺寸偏差为-0.01～-0.1mm；所述阴模公差尺寸偏差为0.01～0.1mm。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置中，作为一种优选方式，所述抽真空系统包括真空泵，优选地，所述真空泵上安装有用于调节真空泵的真空阀门和气压表。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置中，作为一种优选方式，所述充气系统包括用于承装气体的充气瓶；优选地，所述充气瓶安装有充气阀门，用于打开、关闭所述充气瓶及调节所述充气瓶中气体的流量。在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置中，作为一种优选方式，所述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置还包括液压系统，所述液压系统包括位于所述烧结系统下方的液压站、位于所述烧结系统上方的上油压机和位于所述烧结系统下方的下油压机；优选地，所述上油压机和模具之间设有密封波纹管，用于调节模具中的阳模上下移动；优选地，所述下油压机和下底保温层之间设有密封波纹管，用于调节炉体上下运动。分析可知，与现有技术相比，本技术的优点和有益效果在于：1)传统的生产方式需要真空泵在大部分时间保持工作，而本申请低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法只需要在室温时开启真空泵工作一段时间即可，可以降低生产时约10～50％电能消耗，并且由于降低了真空泵的使用频率，可以减少后期设备的维护和维修成本。2)本技术制备的氮化硼基陶瓷材料具有优异的性能。3)本技术低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置方便实用且保温性好。附图说明图1为本技术的低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置的结构示意图。图2为本技术的低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置的剖视图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法，参见图1，包括以下步骤：步骤一：对炉体进行抽真空。将原料氮化硼和氧化锆混合粉(氮化硼和氧化锆的用量关系为本领域常规用量关系)装入模具，再将模具置入炉体中，调节压力，使得混合粉在10MPa压力下冷压成型，密封热压炉，关闭充气阀门，开启抽真空系统对炉体内部进行抽真空，抽真空时温度为一般工况下的室温，抽真空至炉体内的真空度不低于10-2Pa。步骤二：向抽真空后的炉体内充入保护气。停止抽真空，关闭真空阀门和抽真空系统，开启充气阀门和充气系统，充入氮气。当气压达到30KPa时，关闭充气阀门和充气系统。步骤三：对充入保护气后的炉体进行升温以对炉体内的原料烧结。按照10℃/min的升温速率进行升温至1800度，之后热压烧结1小时，其中，热压的压力为25MPa，得到氮化硼基陶瓷。本专利技术整个流程耗电约20度。...

【技术保护点】
1.一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置，其特征在于，包括：/n烧结系统，用于对原料进行烧结得到氮化硼基陶瓷；/n抽真空系统，所述抽真空系统和烧结系统相连通，用于对所述烧结系统进行抽真空；/n充气系统，所述充气系统和烧结系统相连通，用于对所述烧结系统进行充气；/n所述烧结系统包括炉体和模具，在所述炉体的内部和模具的外侧之间设有腔体状发热体，用于对所述模具内的原料加热；所述发热体的外表面上从内向外依次设有外保温层和隔热层；所述发热体、外保温层和隔热层的下部设有下保温层。/n

【技术特征摘要】
20181214 CN 20181153195011.一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置，其特征在于，包括：
烧结系统，用于对原料进行烧结得到氮化硼基陶瓷；
抽真空系统，所述抽真空系统和烧结系统相连通，用于对所述烧结系统进行抽真空；
充气系统，所述充气系统和烧结系统相连通，用于对所述烧结系统进行充气；
所述烧结系统包括炉体和模具，在所述炉体的内部和模具的外侧之间设有腔体状发热体，用于对所述模具内的原料加热；所述发热体的外表面上从内向外依次设有外保温层和隔热层；所述发热体、外保温层和隔热层的下部设有下保温层。


2.根据权利要求1所述的低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置，其特征在于，在所述烧结系统中，所述隔热层外表面设有感应器，所述感应器为温度感应器。


3.根据权利要求1所述的低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置，其特征在于，在所述烧结系统中，所述模具为高强石墨模具，所述模具用于承装待热压烧结的原料。


4.根据权利要求1所述的低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置，其特征在于，在所述烧结系统中，所述模具包括阳模和阴模，所述阴模位于所述下保温层上，所述阳模从上向下伸入所述发热体的内部。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨怀超，姚惠龙，刘国辉，熊宁，
申请(专利权)人：安泰天龙钨钼科技有限公司，安泰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11