【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机非金属材料，具体涉及一种β-碳化硅陶瓷膜dpf单元及其制备方法。
技术介绍
1、柴油车具有油耗低、扭矩大、可靠性高、寿命长等优点，产销量约占我国商用车的75％，在物资运输与公共交通等领域起着举足轻重的作用。自2020年7月1日起，新出厂的柴油发动机需在尾气处理系统加装颗粒捕捉器(dpf)以满足排放限值。市场上dpf主要分为堇青石基和碳化硅基，相同体积碳化硅dpf的载碳量约为堇青石dpf的两倍，并且具备导热系数高和耐高温的特点，使碳化硅dpf在再生周期、维修频率方面具备巨大优势，碳化硅基dpf是理想的柴油车尾气处理单元。
2、现有技术大多数提出使用α-碳化硅为原料来制备dpf，专利cn201810360095.6公开了一种柴油机碳烟颗粒净化dpf用蜂窝陶瓷载体的制备方法，该方法以α-碳化硅为原料，由于α-碳化硅工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制，炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度，而通过破碎得到的α-碳化硅微观表面形貌不够规整，球形度差，且棱角较多，不利于反应堆积形成接触面较大的烧结颈，造成中位孔径难以控制，从而影响dpf的强度及捕集效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种显气孔率高、耐高温性强、机械强度高的β-碳化硅陶瓷膜，作为柴油机碳烟颗粒净化用dpf单元使用。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、本专利技术的第一目的是提供一种β
4、步骤s1，将原料β-碳化硅、硅粉、粘合剂、水按照重量份称取，混合均匀，得混合料；其中，原料按重量份计为：β-碳化硅粗粉100份，β-碳化硅细粉5-10份，硅粉5-10份，粘结剂15-20份，水20-30份；
5、步骤s2，将混合料经过机械搅拌、真空练泥、陈腐得到生坯料；
6、步骤s3，将生坯料经过真空挤出机挤压成型，得到半成品；
7、步骤s4，将半成品经过干燥工艺、排胶工艺、烧结工艺，得到β-碳化硅陶瓷膜dpf单元。
8、进一步的，在步骤s1中，所述β-碳化硅粗粉的粒径为20-100μm，β-碳化硅细粉的粒径1-10μm，硅粉的粒径为1-10μm。
9、进一步的，所述粘结剂包括甲基纤维素、羟甲基纤维素和羟丙基纤维素中的任一种。
10、进一步的，在步骤s2中，真空练泥的次数为2-3次，陈腐温度为20-30℃，陈腐时间为24-72小时。
11、进一步的，在步骤s3中，挤出压力为7-10bar。
12、进一步的，在步骤s4中，干燥温度为80-120℃，干燥时间为24-72小时。
13、进一步的，在步骤s4中，排胶制度为2℃/min升温，升温至600-700℃，保温2小时，保护气体为氮气或者氩气。
14、进一步的，在步骤s4中，烧结工艺为10℃/min升温，升温至1700-2000℃，保温2小时。
15、本专利技术的第二目的是提供一种β-碳化硅陶瓷膜dpf单元，采用上述的制备方法制备得到。
16、进一步的，所述β-碳化硅陶瓷膜dpf单元的尺寸4cm×4cm，孔数不少于500个，中位孔径3～9μm，孔隙率大于45％，抗压强度大于1mpa，壁厚0.2～0.3mm。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
18、(1)本专利技术提供的一种β-碳化硅陶瓷膜dpf单元的制备方法，是以β-碳化硅粉为原料，通过配料、混料、真空练泥，陈腐、排胶、烧结等工艺，生产出显气孔率高、耐高温性强、机械强度高的碳化硅多孔陶瓷，本专利技术通过选用不同粒径的原料粉体，通过不同粒径的原料级配，采用反应与重结晶复合的烧成方法，利用高温重结晶的“蒸发-凝聚”机制，从而实现高温气流状态下碳化硅反应烧结过程中气态sio扩散路径控制，实现孔径的可控，β-碳化硅粉特别适宜作柴油机碳烟颗粒净化用dpf单元使用，达到国六阶段排放标准。
19、(2)本专利技术提供的制备方法简单，原料易得，得到的sic质dpf单元机械强度高，孔隙及孔隙率可控，可用于产业化生产。
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1.一种β-碳化硅陶瓷膜DPF单元的制备方法，其特征在于，包括以具体步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述β-碳化硅粗粉的粒径为20-100μm，β-碳化硅细粉的粒径1-10μm，硅粉的粒径为1-10μm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括甲基纤维素、羟甲基纤维素和羟丙基纤维素中的任一种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，真空练泥的次数为2-3次，陈腐温度为20-30℃，陈腐时间为24-72小时。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，挤出压力为7-10bar。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，干燥温度为80-120℃，干燥时间为24-72小时。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，排胶制度为2℃/min升温，升温至600-700℃，保温2小时，保护气体为氮气或者氩气。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，烧结工艺为10℃/m
9.一种β-碳化硅陶瓷膜DPF单元，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制得。
10.如权利要求9所述的β-碳化硅陶瓷膜DPF单元，其特征在于，所述β-碳化硅陶瓷膜DPF单元的尺寸4cm×4cm，孔数不少于500个，中位孔径3～9μm，孔隙率大于45％，抗压强度大于1MPa，壁厚0.2～0.3mm。
...【技术特征摘要】
1.一种β-碳化硅陶瓷膜dpf单元的制备方法，其特征在于，包括以具体步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述β-碳化硅粗粉的粒径为20-100μm，β-碳化硅细粉的粒径1-10μm，硅粉的粒径为1-10μm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括甲基纤维素、羟甲基纤维素和羟丙基纤维素中的任一种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，真空练泥的次数为2-3次，陈腐温度为20-30℃，陈腐时间为24-72小时。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，挤出压力为7-10bar。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s4中，干燥...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵轩，米建新，徐慢，徐婕，徐渭，韩信有，朱丽，李想，肖玉彤，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
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