一种反应烧结碳化硅热交换器管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种反应烧结碳化硅热交换器管及其制备方法，包括碳化硅粉85份、碳粉15份、羧甲基纤维素纳粉2份和聚乙烯吡咯烷酮K30粉3份；碳化硅微粉的粒径在200‑3000目，羧甲基纤维素钠粉粒径为80目，碳粉粒径为3500目，聚乙烯吡咯烷酮K30粉为120目，制备方法包括混合、捏合和挤出等步骤；本发明专利技术的优点在于：所得的坯体密度达到2.2g/cm

A Reaction Sintering SiC heat exchanger tube and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种反应烧结碳化硅热交换器管及其制备方法
本专利技术涉及一种热交换器管，具体地说，涉及一种反应烧结碳化硅热交换器管及其制备方法，属于陶瓷生产

技术介绍
热交换器是属于化工、医药、冶金等行业的高温、高压、强酸碱腐蚀、高磨损高速气流冲刷的极端环境中的一种设备，热交换器管是热交换器最关键的部件，通常使用的材料是石墨、不锈钢、金属钽、哈氏金属、氟塑料等。目前，国内外有研究用无压烧结碳化硅管做热交换器管的，但无压烧结工艺复杂，成本太高，不被市场所接受。名称为“一种碳化硅陶瓷热交换管的制备方法及其制得的产品”申请号为“CN201710069363.4”的中国专利技术专利公开了一种碳化硅陶瓷热交换管的制备方法及其制得的产品，制备方法包括如下步骤：(1)将碳化硅微粉、炭黑、减水剂混合均匀，后添加由水、分散剂、粘合剂、润滑剂所组成的混合物，搅拌；(2)将步骤(1)得到的物料在压力1.0～1.5MPa、真空度-0.08～0.1MPa下练泥，重复3～5次至含水量15～30wt％；(3)将步骤(2)得到的物料经陈腐处理后成型处理，得到热交换管素坯；(4)将步骤(3)处理后的热交换管素坯升温至60～80℃，保温，烘干；(5)在经步骤(4)处理的热交换管素坯表面均匀洒入助结剂，升温至600～1100℃，后充入保护气体，继续升温至1500～1700℃，保温，后自然冷却至25～200℃。然而，通过该方法得到的产品性能仍然较差，降低了产品质量。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是针对以上不足，提供一种使用寿命长、热交换快及成本低的反应烧结碳化硅热交换器管及其制备方法，实现了以下目的：1）坯体结构合理，密度高，内壁光滑；2）制品密度高，弯曲强度高、抗气压冲击、断裂韧性好；3）抗磨性能高，耐酸碱腐蚀。本专利技术采用的技术方案如下：一种反应烧结碳化硅热交换器管，成分包括碳化硅粉85份、碳粉15份、羧甲基纤维素纳粉2份和聚乙烯吡咯烷酮K30粉3份；碳化硅微粉的粒径为200-3000目，3000目10份，600目25份，300目30份，200目20份，采用几种不同粒径的粉体的目的是为了达到更好的级配来提高坯体密度，其中具体粒径并非完全一致，符合传统划分范围即可；羧甲基纤维素钠粉粒径为80目，碳粉粒径为3500目，聚乙烯吡咯烷酮K30粉为120目。上述反应烧结碳化硅热交换器管的制备方法，包括以下步骤：1）把各种份数的碳化硅微粉、碳粉及羧甲基纤维素纳粉、聚乙烯吡咯烷酮K30粉按顺序倒入混料机内搅拌70分钟后停机取出；使各种粉料通过长时间混合使其达到颗粒分布均匀；2）将混合好的混合粉倒入捏合机内，再加入12份去离子水及2份甘油进行捏合60分钟成泥状；将捏合好的粉料加上一定量的去离子水捏合成泥状，使挤压的坯体密度均匀；3）将捏合好的泥状料放入挤出机内进行真空挤出成型；把捏合泥状的料泥添加到挤出机料仓内，通过双螺旋轴把泥状料送到挤出机带螺旋轴的料筒内，在挤出机动力的推动下使螺旋轴旋转达到一定的压力把料泥从制品坯体的模具内推出，得到所需要的坯体，所得到的坯体内外表面光滑、尺寸公差统一、密度均匀。本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：经检测，本专利技术所得的坯体密度达到2.2g/cm3以上，烧结后的制品密度达到3.05g/cm3以上，抗弯强度达到270MPa以上，断裂韧性达到了3.9MPa·m1/2，维氏硬度（HV2）达到2520以上，耐酸腐蚀损失率0.056%，耐碱腐蚀损失率0.014%，进行12kg力试验无泄漏裂纹现象。下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。具体实施方式一种反应烧结碳化硅热交换器管，其成分包括碳化硅粉85份、碳粉15份、羧甲基纤维素纳粉2份和聚乙烯吡咯烷酮K30粉3份；碳化硅微粉的粒径为200-3000目，3000目10份，600目25份，300目30份，200目20份，其中具体粒径并非完全一致，符合传统划分范围即可；羧甲基纤维素钠粉粒径为80目，碳粉粒径为3500目，聚乙烯吡咯烷酮K30粉为120目。羧甲基纤维素纳粉、聚乙烯吡咯烷酮K30粉起粘结、固化的作用。以上反应烧结碳化硅热交换器管按照以下方法制备：把上述各种份数的碳化硅微粉、碳粉及羧甲基纤维素纳粉、聚乙烯吡咯烷酮K30粉按顺序倒入混料机内搅拌（搅拌转速25转/min）70分钟后停机取出；将混合好的混合粉倒入捏合机内，再加入12份去离子水及2份甘油（去离子水的作用是达到由干粉变成泥状，甘油是起润滑作用），进行捏合，30转/min60分钟成泥状；将捏合好的泥状料放入挤出机内进行真空挤出成型，真空度-0.08Mpa挤出压力12Mpa。试验：（1）用以适合碳化硅热交换器管长度的容器；（2）将试验装置放入水容器中；（3）把碳化硅热交换器管安装在实验装置上，对内孔进行加压12kg力加压测试保持1分钟无气体泄漏即可。对比试验，按照以上方法制得的碳化硅热交换器管与传流方法所制得的制品进行对比结果如下：指标单位本实施例传统做法坯体密度g/cm32.22.13制品密度g/cm33.053.02抗弯强度MPa/cm3270250断裂韧性MPa/cm33.93.6维氏硬度HV225202340耐酸腐蚀损失率%0.0560.0716耐碱腐蚀损失率%0.0140.016从以上数据对比可以看出采用本专利技术方法所得产品比传统方法所得产品，各项指标都有明显的提高。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应烧结碳化硅热交换器管，其特征在于：成分包括碳化硅粉85份、碳粉15份、羧甲基纤维素纳粉2份和聚乙烯吡咯烷酮K30粉3份；碳化硅微粉的粒径在200-3000目，其中，3000目10份，600目25份，300目30份，200目20份；羧甲基纤维素钠粉粒径为80目，碳粉粒径为3500目，聚乙烯吡咯烷酮K30粉为120目。/n

【技术特征摘要】
1.一种反应烧结碳化硅热交换器管，其特征在于：成分包括碳化硅粉85份、碳粉15份、羧甲基纤维素纳粉2份和聚乙烯吡咯烷酮K30粉3份；碳化硅微粉的粒径在200-3000目，其中，3000目10份，600目25份，300目30份，200目20份；羧甲基纤维素钠粉粒径为80目，碳粉粒径为3500目，聚乙烯吡咯烷酮K30粉为120目。


2.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怀顺，尹安然，刘同文，
申请(专利权)人：山东金鸿新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37