【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，属于多孔陶瓷制备领域。
技术介绍
1、碳化硅多孔陶瓷材料具有耐高温、抗热震、耐腐蚀、机械强度大、耐磨损和过滤精度高等优点，已成为过程工业广泛应用的液固和气固分离过滤材料之一。碳化硅多孔陶瓷的成型方法主要分为等静压法，凝胶注模法和挤出成型法三种。其中等静压法和挤出成型法适合大规模工业化生产，基于两种成型方式的特点和对预压粉体的含水率、可塑性要求不同，等静压法更适合制备单通道管式过滤元件，而挤出成型法适合制备多通道管式或者蜂窝式过滤元件。挤出成型法一般将经过混合、炼泥后的可塑性泥料放入挤出机，通过泥料挤压从挤出口获得陶瓷生坯，经过充分干燥后高温烧结获得碳化硅多孔陶瓷，该法和氧化铝多孔陶瓷成型制备方法相同，工艺比较成熟，成品率较高。等静压法是将经过混合造粒，筛分后的碳化硅造粒粉加入到弹性的胶套模具中，胶套模具中间有金属中间芯棒，胶套模具密封后放入等静压工作缸中经过压制得到所需形状的陶瓷坯体，然后经过胶套和芯棒两次脱模获得陶瓷生坯，烘干后经过高温烧结获得碳化硅多孔陶瓷产品，该法制备的碳化硅多孔陶瓷机械强度大，实现复杂结构一次近净成型，但是对填料、压制和脱模等过程控制要求极高，如粉料黏性、填料密度、加压和泄压快慢、脱模方式等都会不可避免造成坯体产生微裂纹，经过高温烧结后微裂纹无法消除，产品成品率低。因此，如何在等静压成型过程中对碳化硅多孔陶瓷微裂纹进行修复高温愈合，提高产品成品率和机械强度，降低应用断裂风险，将大大增加碳化硅多孔陶瓷的使用寿命。
技术
1、本专利技术旨在解决的技术问题在于针对现有制备技术的不足，提供一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法。该法将引入无机柱状纤维，通过溶胶浸渍方式修复多孔陶瓷表面微裂纹，提升了等静压制备过程中的成品率，解决了因成型微裂纹存在导致应力集中后强度低的问题，延长了碳化硅多孔陶瓷在复杂工况下的使用寿命。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
3、一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法。该方法采用修复液对微裂纹处进行毛细管渗透，待微裂纹充满修复液后进行烘干处理，最后放入高温炉中烧结获得愈合完好的碳化硅多孔陶瓷。所述的修复液成份包括碳化硅骨料、无机柱状纤维、金属氧化物纳米颗粒和有机黏结剂水溶液。
4、该修复液的制备方法包含以下几个步骤：
5、（1）首先配置一定浓度的有机黏结剂水溶液，然后将碳化硅骨料分散到适量的有机黏结剂溶液中，并在常温下充分搅拌6-12h获得分散液a；
6、（2）然后称取适量的无机柱状纤维加入到分散液a中，充分在40-60℃下搅拌2-3h后获得分散液b；
7、（3）最后称取适量的金属氧化物纳米颗粒加入到分散液b中，再充分在60-80℃下搅拌4-6h最终冷却后获得修复液。
8、所述的修复液主要成份的质量比为碳化硅骨料10-20份、无机柱状纤维1–5份、金属氧化物纳米颗粒5–10份、有机黏结剂水溶液70-80份。
9、所述的有机黏结剂为聚乙烯醇，甲基纤维素或羧甲基纤维素，有机黏结剂水溶液质量浓度为0.5%-5%。
10、所述的碳化硅骨料粒径为1-20 μm。
11、所述的无机柱状纤维为碳化硅纤维、碳化硅晶须或莫来石纤维，纤维长度3-5 μm，直径200-500 nm。
12、所述的金属氧化物纳米颗粒为氧化锆、氧化镁、氧化铝或氧化钇，颗粒粒度100-500 nm。
13、所述的修复烘干温度为60-80 ºc，烘干时间12-24h。
14、所述的修复烧结温度1300-1500 ºc，升温速率1-3ºc/min，保温时间2-6h。
15、在本专利技术中，碳化硅多孔陶瓷抗折强度测定采用如下方法：
16、抗弯强度测试方法是采用抗弯强度测试仪测其三点抗弯强度的平均值，跨距40mm，加载速度0.5 mm/min。具体测试步骤参考国家标准gb/t1965-1996（中华人民共和国国家标准，多孔陶瓷抗弯强度试验方法）。
17、有益效果
18、1.本专利技术修复方法制备工艺简单，工艺流程短，生产设备要求低，适合大规模工业化生产。
19、2.本专利技术制备的碳化硅多孔陶瓷弯曲强度高于20mpa以上，能适合过程工业高温复杂工况下的气体净化应用。
20、3.本专利技术修复方法克服了现有技术中等静压法制备的碳化硅多孔陶瓷出现微裂纹的问题，通过对微裂纹处进行补强修复实现高温自愈合，增加了碳化硅多孔陶瓷的弯曲强度，将产品成型烧结到覆膜阶段的全周期成品率提高100%，降低生产损耗并提高了生产效率。
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1.一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，该方法采用修复液对微裂纹处进行毛细管渗透，待微裂纹充满修复液后进行烘干处理，最后放入高温炉中烧结获得愈合完好的碳化硅多孔陶瓷；所述的修复液成份包括碳化硅骨料、无机柱状纤维、金属氧化物纳米颗粒和有机黏结剂水溶液，修复液成份的质量比为碳化硅骨料10-20份、无机柱状纤维1–5份、金属氧化物纳米颗粒5–10份、有机黏结剂水溶液70-80份。
2.根据权利要求1所述一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，所述修复液的制备方法包含以下几个步骤：
3.根据权利要求1所述一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，所述的有机黏结剂为聚乙烯醇，甲基纤维素或羧甲基纤维素，有机黏结剂水溶液质量浓度为0.5%-5%。
4.根据权利要求 1所述一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，所述的碳化硅骨料粒径为1-20 μm。
5.根据权利要求1所述一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，所述的无机柱状纤维为碳化硅纤维、碳化
6.根据权利要求1所述一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，所述的金属氧化物纳米颗粒为氧化锆、氧化镁、氧化铝或氧化钇，颗粒粒度100-500nm。
7.根据权利要求1所述一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，所述的烘干温度为60-80 ºC，烘干时间12-24h，所述的烧结温度1300-1500 ºC，升温速率1-3ºC/min，保温时间2-6h。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，该方法采用修复液对微裂纹处进行毛细管渗透，待微裂纹充满修复液后进行烘干处理，最后放入高温炉中烧结获得愈合完好的碳化硅多孔陶瓷；所述的修复液成份包括碳化硅骨料、无机柱状纤维、金属氧化物纳米颗粒和有机黏结剂水溶液，修复液成份的质量比为碳化硅骨料10-20份、无机柱状纤维1–5份、金属氧化物纳米颗粒5–10份、有机黏结剂水溶液70-80份。
2.根据权利要求1所述一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，所述修复液的制备方法包含以下几个步骤：
3.根据权利要求1所述一种碳化硅多孔陶瓷等静压成型中微裂纹的修复方法，其特征在于，所述的有机黏结剂为聚乙烯醇，甲基纤维素或羧甲基纤维素，有机黏结剂水溶液质量浓度为0.5%-5%。
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