一种氮化硅声纳热成像绝缘条的制备方法及装置与流程

1.本发明涉及一种陶瓷技术领域，具体是一种氮化硅声纳热成像绝缘条的制备方法及装置。


背景技术：

2.随着对海洋资源的开发和利用，水下声学探测成为当前很热门的课题，而海底地形地貌探测更是开发海洋的第一步，其重要性不言而喻。目前探测海底地形地貌主要利用声纳传感器。而声纳热成像传感器需要高强度和高绝缘性零件。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种氮化硅声纳热成像绝缘条的制备方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种氮化硅声纳热成像绝缘条的制备装置，包括：球磨机，用于对物料进行球磨碾碎；烘干机，设置在所述球磨机输出端，用于对球磨后的物料进行烘干；破碎机，设置在所述烘干机输出端，用于对烘干物料进行破碎；分选机，设置在所述破碎机的输出端，用对破碎后的物料按照一定的尺寸进行分选；压机，设置在所述分选机的输出端，用于对得到的物料进行压制成型。
6.作为本发明进一步的方案：所述分选机包括分选箱体，所述分选箱体顶部设置有分选入口，所述分选箱体底部设置有底部出口，所述分选箱体内部顶端设置有破碎结构，所述分选箱体中间位置设置有震动下料结构。
7.作为本发明再进一步的方案：所述破碎结构包括打碎电机、打碎支撑滤网、打碎安装套、打碎转轴和打碎扇叶，所述分选箱体内部固定有打碎支撑滤网上固定有打碎电机，所述打碎电机驱动连接打碎转轴，所述打碎转轴上通过打碎安装套固定有打碎扇叶。
8.作为本发明再进一步的方案：所述震动下料结构包括碾压部件和震动部件，所述碾压部件包括固定支撑板、驱动电机、固定套、支撑网板和驱动丝杆，所述固定支撑板固定在固定处，固定支撑板侧边固定有驱动电机，所述驱动电机驱动连接驱动丝杆，所述驱动丝杆上螺纹设置有固定套，相邻固定套之间设置有碾碎件，所述分选箱体内部滑动设置有支撑网板，所述支撑网板底部设置有震动部件；所述震动部件包括底部缓冲弹簧和滑动板，所述底部缓冲弹簧固定在固定处，所述底部缓冲弹簧端部固定有滑动板且所述滑动板和分选箱体滑动连接，所述滑动板端部固定有支撑网板。
9.作为本发明再进一步的方案：所述碾碎件包括碾压电机、碾压凸起、碾压转轴和震动凸起，固定套侧边固定有碾压电机，所述碾压电机驱动连接碾压转轴，所述碾压转轴上均匀固定有碾压凸起，所述支撑网板上均匀固定有震动凸起。
10.一种氮化硅声纳热成像绝缘条的制备方法，包括以下步骤：
11.s1、将物料、水、小球一次投入到球磨机中，盖上密封盖，设定球磨时间；
12.s2、对料浆的颗粒进行抽样检测，控制球磨机的球磨时间；
13.s3、烘干机对球磨机中的料浆烘干；
14.s4、破碎机对烘干得到的料进行破碎；
15.s5、分选机对破碎的料进行分选；
16.s6、压机对分选机得到的料进行压制成型。
17.作为本发明进一步的方案：所述步骤s6还包括以下步骤：
18.s61、测量压制成型的成品重量和尺寸；
19.s62、检测压制成型的成品外观是否存在裂纹、边角破损或者混有杂质，若存在，则判定成品不合格；
20.s63、对合格的成品进行脱胶处理；
21.s64、检测后合格的成品在烧结炉内烧结；
22.s65、烧结后的成品利用磨床精磨。
23.作为本发明再进一步的方案：所述步骤s64中的烧结温度为1420摄氏度。
24.作为本发明再进一步的方案：所述步骤s64的烧结过程中采用真空烧结炉，在烧结过程中进行抽真空处理。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.1)本技术提出的是陶瓷领域的一种氮化硅声纳热成像绝缘条的制备方法，该方法在利用氮化硅绝缘条代替普通金属零件，声纳热成像传感器需要高强度和高绝缘性零件，所以氮化硅绝缘条很好的解决了这个问题；
27.2)本技术通过采用真空烧结炉，在在烧结过程中多次抽真空处理，还要多次控量充入氮气配合相应的烧结温度范围，控制硅的氮化，从而提高其绝缘性；在烧结过程中控制氮化硅a
→
β相转变的时间和温度并加压处理，提高其力学性能；
28.3)本技术通过采用碾压部件和震动部件，使得能够对所得到的物料进行充分的分选，避免结块在分选机内部所造成的堆积。
附图说明
29.图1为氮化硅声纳热成像绝缘条的制备装置的结构示意图。
30.图2为氮化硅声纳热成像绝缘条的制备装置中分选箱体的结构示意图。
31.图3为氮化硅声纳热成像绝缘条的制备装置中震动下料结构示意图。
32.图4为氮化硅声纳热成像绝缘条的制备装置中破碎结构示意图。
33.图5为氮化硅声纳热成像绝缘条的制备方法示意图。
34.附图标记说明：1、分选箱体；2、底部出口；3、放置板滑槽；4、分选入口；5、驱动电机；6、固定套；7、支撑网板；8、驱动丝杆；9、底部缓冲弹簧；10、连接支撑杆；11、滑动板；12、固定支撑板；13、震动凸起；14、碾压凸起；15、碾压转轴；16、碾压电机；17、打碎安装套；18、打碎支撑滤网；19、打碎电机；20、打碎扇叶；21、打碎转轴。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参阅图1～5，本发明实施例中，一种氮化硅声纳热成像绝缘条的制备装置，包括球磨机、烘干机、破碎机、分选机和压机，其中首先入料采用一次性投料的方式，将物料、水和小球一次性投入到球磨机中，并设定球磨机的球磨时间，在本实施例中，采用的是24h球磨时间，随后利用取样部件对料浆进行充分的检测，判定料浆的颗粒度是否满足要求，如果满足，则进行下一步，如果没有满足要求，则增加球磨时间，直至合格，在球磨结束后，利用烘干机设置在球磨机的输出端，对球磨的料浆进行烘干得到烘干后的料，利用破碎机进行破碎，其中破碎机设置在烘干机的输出端，得到破碎后的原料，在破碎结束后，利用分选机实现对料的分选，其中在本实施例中采用的是不锈钢材质的分选筛网进行筛选，最后利用压机进行压制，压机设置在破碎机的输出端，在一定的压力作用下对料进行压制成毛坯后进行脱模得到成本。
37.作为本技术的进一步实施例，请参阅图1和图2，其中分选机包括分选箱体1，分选箱体1顶部设置有分选入口4，利用分选入口4将破碎机得到的破碎后的料进入，随后在分选箱体1底部设置有底部出口2，用于将分选结束后的料进行排出，分选箱体1内部顶端设置有破碎结构，分选箱体1中间位置设置有震动下料结构，利用破碎结构对料进行进一步的细碎破碎，利用震动下料结构能够避免有料堵塞在网孔上。所以在本实施例中，首先经过分选入口4进入原料，随后经过破碎结构对料进行充分的进一步粉碎，随后利用震动下料结构实现对物料的震动下料，将料从底部出口2排出，其中在本实施例中，在底部出口2上设置有多组放置板滑槽3，用于放置不同尺寸的滤网箱，从而得到不同尺寸的粉料。
38.作为本技术的进一步实施例，请参阅图1和图4，其中为了对粉料进行进一步的打碎，所以破碎结构包括打碎电机19、打碎支撑滤网18、打碎安装套17、打碎转轴21和打碎扇叶20，分选箱体1内部固定有打碎支撑滤网18上固定有用于提供打碎动力的打碎电机19，打碎电机19驱动连接打碎转轴21，打碎转轴21上通过打碎安装套17固定有打碎扇叶20，即在本实施例中，利用打碎电机19动作带动打碎转轴21，使得打碎固定套17和打碎扇叶20在打碎转轴21的转动作用下进行转动，从而对料进行进一步的打碎。
39.作为本技术的进一步实施例，请参阅图1和图3，其中为了实现对打碎后的料进行下料，避免其堵塞分选箱体1内部的各种网状板，所以震动下料结构包括碾压部件和震动部件，其中碾压部件是用于对料进行充分的碾压，而碾压部件包括固定支撑板12、驱动电机5、固定套6、支撑网板7和驱动丝杆8，首先固定支撑板12固定在固定处，即将固定支撑板12固定在分选箱体1内部的某一固定位置，固定支撑板12侧边固定有驱动电机5，驱动电机5驱动连接驱动丝杆8，驱动丝杆8上螺纹设置有固定套6，相邻固定套6之间设置有碾碎件，使得在碾碎件的限位作用下，以及在驱动电机5的带动作用下，使得碾碎件能够进行横向移动进行碾碎，而分选箱体1内部滑动设置有支撑网板7，用于对料进行分选，而在支撑网板7底部设置有震动部件，用于将支撑网板7进行纵向上的震动，其中震动部件包括底部缓冲弹簧9和滑动板11，底部缓冲弹簧9固定在固定处，底部缓冲弹簧9端部固定有滑动板11且滑动板11和分选箱体1滑动连接，滑动板11端部固定有支撑网板7，即在支撑网板7进行震动的时候，滑动板11纵向在底部缓冲弹簧9的作用下进行震动。
40.作为本技术的进一步实施例，请参阅图1和图3，其中为了实现对原料的充分碾碎，
所以碾碎件包括碾压电机16、碾压凸起14、碾压转轴15和震动凸起13，即在固定套6侧边固定有碾压电机16，碾压电机16驱动连接碾压转轴15，碾压转轴15上均匀固定有碾压凸起14，支撑网板7上均匀固定有震动凸起13。在本实施例中，利用碾压电机16带动碾压转轴15，从而在碾压凸起14和支撑网板7的配合作用下实现碾碎，随后由于震动凸起13的存在，以及横向移动的碾压转轴15，使得支撑网板5会在一定程度下纵向移动，实现对纵向的震动，进一步防止支撑网板7被堵塞。在本实施例中，首先利用驱动电机5动作，带动驱动丝杆8，从而使得碾碎件进行横向移动，而在碾碎件横向移动的过程中，利用碾压电机16带动碾压转轴15进行碾压，利用碾压凸起14将可能结成的块状料进行碾碎，随后由于碾压转轴15是横向移动的，当到达碾压凸起14上时，会使得支撑网板7纵向移动，从而对支撑网板7向下碾压，使得底部缓冲弹簧9被挤压，当碾碎转轴15移出碾压凸起14上时，在底部缓冲弹簧9的作用下，支撑网板7实现震动。
41.请参阅图1～5，本发明实施例中，一种氮化硅声纳热成像绝缘条的制备方法，包括以下步骤：s1、将物料、水、小球一次投入到球磨机中，盖上密封盖，设定球磨时间，在本实施例中，设定的时间为24小时的球磨时间，在此过程中需要对料浆内的颗粒度进行检测，直至合格进行下一步，如果没有达到要求则增加球磨时间直至合格；s2、对料浆的颗粒进行抽样检测，控制球磨机的球磨时间；s3、烘干机对球磨机中的料浆烘干；s4、破碎机对烘干得到的料进行破碎；s5、分选机对破碎的料进行分选；s6、压机对分选机得到的料进行压制成型。在此过程中，压机作用之前需要按照订单产品型号计算原材料的重量，将称量好的原材料均匀布设在模具内部，随后调整压机的工作条件，压力保持在480t，保压时间为5分钟，将压制好的毛坯脱模称重。
42.作为本技术的进一步实施例，请参阅图1和图5，其中步骤s6还包括以下步骤：s61、测量压制成型的成品重量和尺寸，其中尺寸偏差为小于等于0.2毫米为合格；s62、检测压制成型的成品外观是否存在裂纹、边角破损或者混有杂质，若存在，则判定成品不合格；s63、对合格的成品进行脱胶处理；在毛坯压制完成后，静置时间不能超过4小时，s64、检测后合格的成品在烧结炉内烧结，其中在本实施例中，需要逐层装入烧结炉内；s65、烧结后的成品利用磨床精磨，以保证所有的尺寸都上下浮动在0.03毫米的公差内。
43.作为本技术的进一步实施例，请参阅图1和图5，其中步骤s64中的烧结温度为1420摄氏度。
44.作为本技术的进一步实施例，请参阅图1和图5，其中步骤s64的烧结过程中采用真空烧结炉，在烧结过程中进行抽真空处理，即在抽真空后填充氮气，按照一定的烧结工艺进行烧结。
45.其中粉料中asi3n4的含量对氮化硅陶瓷的烧结至关重要。随着温度的升高，氮化硅粉末在1420℃左右会发生a-si3n4→
b-si3n4的结构重建型相变。这一相变在高温和液相的共同作用下发生，低温稳定晶型的a-sin具有较大的溶解度，率先溶解进入液相，然后沉淀析出溶解度低、高温稳定晶型的b-sin4相。这是一个高温转变不可逆过程。b-si3n4晶粒一般呈长柱状或称针状，长柱状晶粒的出现可以起到晶须增韧的作用，显著提高氮化硅陶瓷的综合性能，所以氮化硅是无机非金属强共价键化合物，因为氮原子之间结合得非常牢固，所以其具有良好的高强度、高硬度及耐高温等性能；同时又是一种高性能电绝缘材料。在声纳热成像传感器有着良好的应用。
46.在本技术中，计算毛坯重量和毛坯尺寸。根据毛坯尺寸，设计压制毛坯的模具；按计算好比例的粉料，分装到模具中利用冷等静压机进行压制；压制好的毛坯进行脱胶处理后，放入公司自主研发的卧室炉内，进行气压烧结。为了提高氮化硅的绝缘性，采用真空烧结炉，在烧结过程中多次抽真空处理，还要多次控量充入氮气配合相应的烧结温度范围，控制硅的氮化，从而提高其绝缘性；在烧结过程中控制氮化硅a
→
β相转变的时间和温度并加压处理，提高其力学性能；根据产品的形状和尺寸要求，在烧结后进行精加工，普通面利用磨床精加工，异形面配合工装进行精磨，直到所有尺寸合格。所以本技术采用制备的碳化硼复合陶瓷工艺，提高了碳化硼复合陶瓷的强度和绝缘性。适宜作为声纳热成像绝缘条使用。
47.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
48.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。