基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法，采用具有立体蜂窝网状结构的3003铝合金作为铝质载体，对铝质载体表面进行微弧氧化处理，得到基于3003铝合金的蜂窝陶瓷。本发明专利技术公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法，通过微弧氧化技术，对3003铝合金制成的蜂窝铝箔进行表面处理，在其表面得到疏松多孔并且稳固的陶瓷层，并以此替代传统方法制造的蜂窝陶瓷，完善了国内市场上蜂窝陶瓷的制备技术。技术。技术。

【技术实现步骤摘要】
基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法


[0001]本专利技术涉及蜂窝陶瓷制备
，尤其涉及基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法。

技术介绍

[0002]海运在全球贸易中发挥着重要作用。截至2020年初，全球100吨及以上船舶总数为98140艘，相当于2.06亿载重吨。2019年，全球商业航运船队增长了4.1％。因此，迫切需要适当的技术创新来解决船舶排放问题。船用柴油发动机有三种减排策略：燃料技术、缸内清洁和废气处理。燃料技术，通常意味着燃料优化，可以以不同的比例向气缸输送清洁燃料进行燃烧，必要时可以添加一些燃料添加剂。在气缸中，使用燃烧优化技术，例如加水和废气再循环(EGR)。废气处理系统主要包括选择性催化还原(SCR)脱硝、柴油颗粒过滤器(DPF)去除PM和湿法脱硫，主要使用洗涤器去除硫氧化物。这些废气处理系统的核心元件是蜂窝陶瓷过滤体。
[0003]蜂窝陶瓷是一种结构似蜂窝形状的新型陶瓷产品。蜂窝陶瓷通常由无数大小相等的孔组成各种形状，孔数最多的已经达到了每平方厘米一百二十个到一百四十个，密度为每立方厘米零点三克到零点六克，吸水率可以达到百分之二十以上。通常制备蜂窝陶瓷的材料有堇青石、钛酸铝、磷酸锆钠、锆英石、锂辉石、氧化铝、碳化硅、氮化硅、莫来石等。蜂窝陶瓷的传统制备工艺可以大概分为以下几种：注凝成型、热压铸、挤压及注浆。
[0004]虽然蜂窝陶瓷的制备方法在不停地升级换代，但在工艺上仍有所不足：制备过程中容易开裂、生产工艺复杂、对环境造成污染和生产成本较高等。国外对蜂窝陶瓷的研究比较早，上世纪八十年代，美国康宁公司最先开展了低热膨胀系数的蜂窝陶瓷车用载体研究，并在1979年成功推出了400cpsi的蜂窝陶瓷过滤体，成为世界上最早应用在汽车尾气处理上的蜂窝陶瓷过滤体。当今世界上规模较大的蜂窝陶瓷生产厂家除了美国的康宁公司以外，还有日本的碍子株式会社(NGK公司)。这两家公司生产的蜂窝陶瓷产品占领了全球蜂窝陶瓷市场的百分之九十以上。由于我们国家的汽车行业起步较晚，导致我们国家对蜂窝陶瓷的研究也落后国外发达国家十几年的时间。虽然目前国内蜂窝陶瓷的制备技术和理论研究日渐完善，产业化的建设也逐渐加强，但是距离国际先进水平仍然有着很大的差距，特别是用在尾气处理的蜂窝陶瓷载体依旧需要依赖进口。因此急需提出一种可代替传统蜂窝陶瓷的材料，以弥补国内蜂窝陶瓷技术短缺的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的国内蜂窝陶瓷技术短缺的问题，本专利技术提供一种基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法，通过微弧氧化技术，对3003铝合金制成的蜂窝铝箔进行表面处理，在其表面得到疏松多孔并且稳固的陶瓷层，并以此替代传统方法制造的蜂窝陶瓷。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法，采用具有立体蜂窝网状结构的3003铝合金作为铝质载体，对铝质载体表面进行微弧
氧化处理，得到基于3003铝合金的蜂窝陶瓷。
[0007]进一步地，所述具有立体蜂窝网状结构的3003铝合金由3003铝合金箔经过拉伸、折弯、拉网扩展形成立体蜂窝网状结构。
[0008]进一步地，所述3003铝合金箔的规格为：Ф16mm*25mm，孔径2mm，铝箔厚度30μm。
[0009]进一步地，所述微弧氧化电参数：正向电压300
‑
500V，负向电压80
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160V，占空比10
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50％，频率300
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1100Hz，反应时间：10min；电解液组成：硅酸钠4
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12g/L，钨酸钠2
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10g/L，乙二胺四乙酸二钠2g/L。
[0010]进一步地，所述微弧氧化工艺参数：正向电压350V，负向电压120V，频率300Hz，占空比30％，硅酸钠浓度12g/L，钨酸钠浓度4g/L，乙二胺四乙酸二钠：2g/L。
[0011]进一步地，所述微弧氧化处理过程中，采用外置的循环水冷却系统使电解液温度保持在20
‑
30℃，并对电解液进行搅拌。
[0012]进一步地，所述基于3003铝合金的蜂窝陶瓷的孔隙率至少为5.6％。
[0013]进一步地，所述基于3003铝合金的蜂窝陶瓷的壁厚为35μm。
[0014]进一步地，所述基于3003铝合金的蜂窝陶瓷的单位面积的质量为82.3846g/m2。
[0015]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术采用3003铝合金是Al
‑
Mn合金，该合金具有良好的可塑性和焊接性。本制备方法使用碱性电解液通过微弧氧化技术，对3003铝合金制成的蜂窝铝箔进行表面处理，在其表面得到陶瓷层，并以此替代传统方法制造的蜂窝陶瓷，完善了国内市场上蜂窝陶瓷的制备技术。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0018]图1为本专利技术公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷的实物图；
[0019]图2为本专利技术实验号1
‑
6公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷表面的微观形貌；
[0020]图3为本专利技术实验号7
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12公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷表面的微观形貌；
[0021]图4为本专利技术实验号13
‑
18公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷表面的微观形貌；
[0022]图5为本专利技术实验号19
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25公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷表面的微观形貌；
[0023]图6为本专利技术实验号1
‑
6公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷表面的截面形貌；
[0024]图7为本专利技术实验号7
‑
12公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷表面的截面形貌；
[0025]图8为本专利技术实验号13
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18公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷表面的截面形貌；
[0026]图9为本专利技术实验号19
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25公开的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷表面的截面形貌；
[0027]图10为本专利技术公开的优化后微弧氧化处理制备过程电流曲线图；
[0028]图11为本专利技术公开的优化后微弧氧化参数制得的蜂窝陶瓷表面的微观形貌；
[0029]图12为本专利技术公开的优化后微弧氧化参数制得的蜂窝陶瓷超声清洗后表面和横截面微观形貌图；
[0030]图13为本专利技术公开的优化后微弧氧化参数制得的蜂窝陶表面物相组成。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图1
‑
13，对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法，其特征在于，采用具有立体蜂窝网状结构的3003铝合金作为铝质载体，对铝质载体表面进行微弧氧化处理，得到基于3003铝合金的蜂窝陶瓷。2.根据权利要求1所述的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法，其特征在于，所述具有立体蜂窝网状结构的3003铝合金由3003铝合金箔经过拉伸、折弯、拉网扩展形成立体蜂窝网状结构。3.根据权利要求2所述的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法，其特征在于，所述3003铝合金箔的规格为：Ф16mm*25mm，孔径2mm，铝箔厚度30μm。4.根据权利要求1所述的基于3003铝合金的蜂窝陶瓷制备方法，其特征在于，所述微弧氧化电参数：正向电压300
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500V，负向电压80
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160V，占空比10
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50％，频率300
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1100Hz，反应时间：10min；电解液组成：硅酸钠4
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12g/L，钨酸钠2

【专利技术属性】
技术研发人员：马春生，付景国，黄休赫，吴宇阳，吴羽纶，
申请(专利权)人：大连海事大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：