连续复合表面和燃烧器表面制造技术

本发明专利技术涉及连续复合表面、燃烧器表面、燃烧器组合件以及用于制备连续复合材料的方法、用于制备燃烧器表面的方法、燃烧器表面的用途和燃烧器组合件的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连续复合表面和燃烧器表面
本专利技术涉及燃烧器表面领域。更具体地，本专利技术涉及连续复合表面、燃烧器表面、燃烧器组合件、用于制备其的方法及其用途。
技术介绍
陶瓷材料具有良好的热特性并且可用于需要耐高温的多种应用，与金属一起作为燃烧器表面的组成中的常见材料。然而，包括陶瓷和/或金属燃烧器板的燃烧器表面具有与高压降或高热质量有关的缺陷，这导致燃烧器效率低、诸如NOx的不期望的排放物、和脆性。使用陶瓷纤维以产生多孔燃烧器表面克服了这些问题的一部分。因此，由陶瓷纤维形成的用于燃烧器表面的穿孔板已经在许多文献例如专利申请第WO2006/071481A1号、美国专利第5,595,816号和专利申请第JPH0914615A1号中公开。专利申请第WO2006/071481A1号描述了燃烧器板，其包括具有穿孔的自支撑基底以及包括无机氧化物薄片的无机氧化物涂层和陶瓷纤维。然而，包含薄片的无机涂层降低了燃烧器表面的孔隙率并增加了其脆性。美国专利第5595816号描述了使用带销的模具由短切的陶瓷纤维和胶体二氧化硅或氧化铝通过加压过滤形成的穿孔的燃烧器板。另外，专利申请第JPH0914615A1号描述了用于生产包括碳化硅纤维和碳化硅层的燃烧器用穿孔的燃烧板的方法。所述方法包括通过使用具有突起的阳模压缩碳化硅纤维的分散体。然而，如美国专利第5595816号和专利申请第JPH0914615A1号中公开的那些，用于制造燃烧器表面的方法(其中孔在纤维沉积期间产生)存在一些问题，因为脱模可能损坏燃烧器表面。另外，包括突起的模具是昂贵的，从而增加过程的总体成本。因此，显然需要具有高的品质、性能、强度和耐久性特性以及降低的制造成本的新材料和燃烧器表面。
技术实现思路
本专利技术的作者开发了连续复合材料、燃烧器表面、燃烧器组合件以及用于制备连续复合材料的方法、用于制备燃烧器表面的方法、燃烧器表面的用途和燃烧器组合件的用途。特别地，观察到，包括本专利技术的连续复合表面和穿孔的燃烧器表面令人惊讶地具有比先前设计显著改善的结构完整性。此外，由于本专利技术的用于制备连续复合表面的方法是简单且廉价的过程，因此其可以用于连续复合表面和燃烧器表面的大规模生产。因此，本专利技术的第一方面涉及连续复合表面，所述连续复合表面可通过包括以下步骤的方法获得：i)提供分散体，所述分散体包含a.陶瓷纤维；b.至少一种聚合物第一粘合剂；和c.溶剂；ii)通过框架(frame)抽吸所述分散体以获得包含所述陶瓷纤维和所述至少一种聚合物第一粘合剂的非织造层，其中所述框架不具有突起；iii)将在步骤(ii)中获得的所述非织造层在高至足以使来自所述非织造层的所述至少一种聚合物第一粘合剂分解的温度下加热，以获得非织造织物；以及iv)通过气相沉积用第二粘合剂对在步骤(iii)中获得的非织造织物进行涂覆，以获得连续复合表面。在第二方面中，本专利技术涉及燃烧器表面，所述燃烧器表面可通过包括以下步骤的方法获得：i)提供如上所限定的连续复合表面；以及ii)将连续复合表面穿孔以获得燃烧器表面。在第三方面中，本专利技术涉及燃烧器组合件，所述燃烧器组合件包括：-具有充气室(plenumchamber)的壳体；-与壳体相连接的进气口；和-如上所限定的燃烧器表面。在另一个方面中，本专利技术涉及用于制备连续复合表面的方法，所述方法包括以下步骤：i)提供分散体，所述分散体包含a.陶瓷纤维；b.至少一种聚合物第一粘合剂；和c.溶剂ii)通过框架抽吸所述分散体以获得包含所述陶瓷纤维和所述至少一种聚合物第一粘合剂的非织造层，其中所述框架不具有突起；iii)将在步骤(ii)中获得的所述非织造层在高至足以使来自所述非织造层的所述至少一种聚合物第一粘合剂分解的温度下加热，以获得非织造织物；以及iv)通过气相沉积用第二粘合剂对在步骤(iii)中获得的非织造织物进行涂覆，以获得连续复合表面。在另外的方面中，本专利技术涉及用于制备燃烧器表面的方法，所述方法包括以下步骤：i)提供如上所限定的连续复合表面；以及ii)将连续复合表面穿孔以获得燃烧器表面。在另一个方面中，本专利技术涉及如上所限定的燃烧器表面在锅炉、热水器(waterheater)和/或烹饪燃烧器(cookingburner)中的用途。在又一个方面中，本专利技术涉及如上所限定的燃烧器组合件在锅炉、热水器和/或烹饪燃烧器中的用途。附图说明图1：能够用于抽吸包含纤维的分散体以获得非织造层的框架的方案。图2：燃烧器表面的光学显微照片。图3：示出不同形状的包含二氧化硅(SiO2)的陶瓷纤维的燃烧器表面(白色的那个)和包含SiC纤维的燃烧器表面(黑色的那些)的照片。图4：示出燃烧器组合件的照片，该组合件包括进行燃烧的燃烧器表面。图5：不同表面的扫描电子显微镜显微照片。图6：在不同条件下进行燃烧反应的燃烧器组合件。具体实施方式除非另外定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。除非上下文清楚地另外说明，否则如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物。连续复合表面如上所述，在第一方面中，本专利技术涉及连续复合表面，所述连续复合表面可通过包括以下步骤的方法获得：i)提供分散体，所述分散体包含a.陶瓷纤维；b.至少一种聚合物第一粘合剂；和c.溶剂；ii)通过框架抽吸所述分散体以获得包含所述陶瓷纤维和所述至少一种聚合物第一粘合剂的非织造层，其中所述框架不具有突起；iii)将在步骤(ii)中获得的所述非织造层在高至足以使来自所述非织造层的所述至少一种聚合物第一粘合剂分解的温度下加热，以获得非织造织物；以及iv)通过气相沉积用第二粘合剂对在步骤(iii)中获得的非织造织物进行涂覆，以获得连续复合表面。在本专利技术的上下文中，表述“复合表面”是指由以下材料制成的表面：至少两种具有显著不同的物理特性或化学特性的构成材料，例如陶瓷纤维和粘合剂，当组合时，产生具有与其单独组分不同的特性的材料。在本专利技术中，复合材料包含陶瓷纤维和粘合剂。在一个特定的实施方案中，陶瓷纤维是填料。另外，在本专利技术的上下文中，表述“连续复合表面”中的术语“连续”是指这样的表面：其不包括孔、穿孔、洞、开口、缝和/或狭缝，例如由激光、针、模具、冲压、水力喷射穿孔技术及其组合中的任一者制造的那些。所述连续复合表面可以是多孔的。在本专利技术的上下文中，表述“陶瓷纤维”是指陶瓷材料例如陶瓷氧化物、非氧化物陶瓷或其组合的纤维。“陶瓷氧化物”的非限制性实例为氧化铝、氧化铝-二氧化硅、氧化铝-氧化硼-二氧化硅、硼硅酸铝、氧化铝-莫来石、二氧化硅、氧化锆、氧化锆-二氧化硅、二氧化钛、二氧化钛-二氧化硅、稀土氧化物或其组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续复合表面，所述连续复合表面能够通过包括以下步骤的方法获得：/ni)提供分散体，所述分散体包含/na.陶瓷纤维；/nb.至少一种聚合物第一粘合剂；和/nc.溶剂；/nii)通过框架抽吸所述分散体以获得包含所述陶瓷纤维和所述至少一种聚合物第一粘合剂的非织造层，其中所述框架不具有突起；/niii)将在步骤(ii)中获得的所述非织造层在高至足以使来自所述非织造层的所述至少一种聚合物第一粘合剂分解的温度下加热，以获得非织造织物；以及/niv)通过气相沉积用第二粘合剂对在步骤(iii)中获得的所述非织造织物进行涂覆，以获得连续复合表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180531 EP 1838237801.一种连续复合表面，所述连续复合表面能够通过包括以下步骤的方法获得：
i)提供分散体，所述分散体包含
a.陶瓷纤维；
b.至少一种聚合物第一粘合剂；和
c.溶剂；
ii)通过框架抽吸所述分散体以获得包含所述陶瓷纤维和所述至少一种聚合物第一粘合剂的非织造层，其中所述框架不具有突起；
iii)将在步骤(ii)中获得的所述非织造层在高至足以使来自所述非织造层的所述至少一种聚合物第一粘合剂分解的温度下加热，以获得非织造织物；以及
iv)通过气相沉积用第二粘合剂对在步骤(iii)中获得的所述非织造织物进行涂覆，以获得连续复合表面。


2.根据权利要求1所述的连续复合表面，其中步骤(iii)还包括通过气相沉积用碳层对所述非织造织物进行涂覆以获得碳涂覆的非织造织物。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的连续复合表面，其中步骤(iii)的加热通过使所述至少一种聚合物第一粘合剂热解来进行。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的连续复合表面，其中步骤(i)的所述至少一种聚合物第一粘合剂不呈珠粒的形式；以及其中步骤(ii)的所述非织造层包含1重量％至60重量％的所述至少一种聚合物第一粘合剂。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的连续复合表面，其中步骤(iv)的所述第二粘合剂为陶瓷粘合剂，优选地为碳化硅(SiC)。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的连续复合表面，其中所述连续复合表面包含作为主要填料的陶瓷纤维；优选地作为唯一填料的陶瓷纤维。


7.根据权利要求6所述的连续复合表面，其中所述连续复合表面包含至少50重量％的陶瓷纤维。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的连续复...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗奇斯科·哈维尔·冈萨雷斯萨尔瓦多，伊尼戈·埃尔南德斯孔德，马尔科·博罗纳特埃利萨尔德，托比亚斯·施勒尔特，贝恩德·马丁，斯特凡·克诺尔，沃尔特·克伦克尔，亚历山大·赫尔德，格奥尔格·普查斯，
申请(专利权)人：奥可利公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES