制备多孔薄膜材料的烧结工装的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种制备多孔薄膜材料的烧结工装。制备多孔薄膜材料的烧结工装包括封底和与封底连接的支撑杆，所述薄膜前驱体卷绕后放置于封底上；所述支撑杆分布于卷绕后的各层薄膜前驱体的至少一侧。支撑杆一方面可以防止相邻两层薄膜前驱体粘连，另一方面可以通过调节支撑杆的位置，使任意相邻两层薄膜前驱体之间的距离相同，使各层薄膜前驱体受热均匀，有效地控制最终多孔薄膜材料的尺寸，防止变形。所述烧结工装还包括管状外壳，外壳一端与封底连接，卷绕后的薄膜前驱体位于外壳内部。通过增加外壳可以使烧结工装的在烧结炉中的放置方式更灵活，并且可以防止相邻烧结工装上的薄膜前驱体之间发生粘连。
【专利说明】
制备多孔薄膜材料的烧结工装
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种制备多孔薄膜材料的烧结工装。
【背景技术】
[0002]多孔薄膜材料的制备主要包括混合物料制备、制膜(制备薄膜前驱体)以及烧结过程。如果将薄膜前驱体直接放入或折叠后放入烧结舟中，然后在烧结炉中烧结，由于烧结过程中，烧结温度较高并且伴有化学反应，因此烧结得到的多孔薄膜材料与其薄膜前驱体相比，通常会产生一定的形变，而且相互接触的薄膜前驱体在烧结过程中易粘连在一起，难以分离，使得多孔薄膜材料的尺寸和性能难以控制。为了控制多孔薄膜材料的尺寸且防止粘连，必须对烧结过程作进一步改进。目前，主要采用惰性氧化物隔层将相邻的薄膜前驱体隔开，这种方法虽然解决了粘连问题，但是惰性氧化物隔层不能起到支撑固定作用，所以仍不能控制多孔薄膜材料的尺寸;此外，在烧结过程中特别是真空烧结过程中，惰性氧化物隔层的导热率低、脂难于脱尽，未脱除的脂在高温时会转化为残炭，残炭对多孔薄膜材料性能的影响很大;为了将脂脱除干净，需要延长烧结时间，进而导致产品成本大幅度上升，从而限制其应用。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制备多孔薄膜材料的烧结工装，在有效控制多孔薄膜材料的尺寸的同时，提升生产效率。此外，还要提供应用该烧结工装来制备多孔薄膜材料的烧结方法。
[0004]制备多孔薄膜材料的烧结工装包括封底和与封底连接的支撑杆，所述薄膜前驱体卷绕后放置于封底上;所述支撑杆分布于卷绕后的各层薄膜前驱体的至少一侧。采用卷绕的方式来烧结薄膜前驱体，能够在很大程度上提升生产效率。支撑杆一方面可以防止相邻两层薄膜前驱体粘连，另一方面可以通过调节支撑杆的位置，使任意相邻两层薄膜前驱体之间的距离相同，使各层薄膜前驱体受热均匀，有效地控制最终多孔薄膜材料的尺寸，防止变形。
[0005]进一步，所述封底上分布有与支撑杆端部形状匹配的凹槽，支撑杆与封底插嵌连接。或所述封底为不锈钢网，支撑杆插入不锈钢网的网孔中。针对不同尺寸的薄膜前驱体，可以通过调节相邻两层薄膜前驱体之间的距离以避免更换封底，此时，采用上述两种方式固定支撑杆，便于拆卸支撑杆和调节支撑杆的位置，确保其支撑和固定作用。
[0006]进一步，所述烧结工装还包括管状外壳，外壳一端与封底连接，卷绕后的薄膜前驱体位于外壳内部。通过增加外壳可以使烧结工装的在烧结炉中的放置方式更灵活，并且可以防止相邻烧结工装上的薄膜前驱体之间发生粘连。
[0007]进一步，封底上分布有与外壳端部形状匹配的凹槽，外壳与封底插嵌连接。为了更方便地放置薄膜前驱体和支撑杆，最好是在放置好薄膜前驱体和支撑杆之后再放置外壳，因此为了便于安装和拆卸外壳，使外壳与封底插嵌连接。
[0008]进一步，所述外壳上分布有通气孔，其作用在于促进传热。
[0009]进一步，所述支撑杆为圆柱形；圆柱形的支撑杆没有锐利的棱角，不会对薄膜前驱体以及多孔薄膜材料的表面产生破坏。
[0010]进一步，所述圆柱形支撑杆的直径等于相邻两层薄膜前驱体之间的距离。这样相当于薄膜前驱体的两侧都含有支撑杆，不仅可以更好地固定和支撑薄膜前驱体，防止其在烧结过程中变形，而且可以在保证相同的支撑效果的同时减少支撑杆的用量。
[0011]进一步，薄膜前驱体卷绕形成的间隙中以及薄膜前驱体与外壳之间填充有隔离球。这样可以保证各个部位的薄膜前驱体都被支撑和固定。
[0012]进一步，所述隔离球为空心球，空心的隔离球具有更好的导热性。
[0013]本实用新型提供的第一种采用上述烧结工装来制备多孔薄膜材料的烧结方法，包括以下步骤:1)将多孔薄膜材料的薄膜前驱体卷绕，然后放置于封底上;2)将支撑杆插入封底，并使支撑杆与各层薄膜前驱体的至少一侧贴合;3)然后将固定后的薄膜前驱体随烧结工装放入烧结炉中烧结，使薄膜前驱体转化为多孔薄膜材料。
[0014]本实用新型提供的第二种采用上述烧结工装来制备多孔薄膜材料的烧结方法，包括以下步骤:1)将多孔薄膜材料的薄膜前驱体卷绕，然后放置于封底上;2)将支撑杆插入封底，并使支撑杆与各层薄膜前驱体的至少一侧贴合;3)安装外壳并填充隔离球;5)然后将固定后的薄膜前驱体随烧结工装放入烧结炉中烧结，使薄膜前驱体转化为多孔薄膜材料。
[0015]与第一种烧结方法相比，第二种烧结方法的薄膜前驱体卷绕形成的间隙中以及薄膜前驱体与外壳之间填充有隔离球，经试验证实，由第二种烧结方法烧结制得的多孔薄膜的变形程度更小。
[0016]本实用新型提供的第三种采用上述烧结工装来制备多孔薄膜材料的烧结方法，包括以下步骤:I)首先将固定最里层薄膜前驱体的支撑杆插入封底，然后沿着支撑杆卷绕薄膜前驱体并使支撑杆与薄膜前驱体的至少一侧贴合;2)继续安装固定第二层薄膜前驱体的支撑杆并继续卷绕薄膜前驱体;3)重复上述过程直至将薄膜前驱体卷绕完成;4)安装外壳并填充隔离球;5)然后将固定后的薄膜前驱体随烧结工装放入烧结炉中烧结，使薄膜前驱体转化为多孔薄膜材料。
【附图说明】
[0017]图1和图2分别为封底的俯视图和A-A向剖视图。
[0018]图3和图4分别为封底和支撑杆的连接状态的径向剖视图和B-B向剖视图。
[0019]图5和图6分别为采用不同直径的支撑杆的烧结工装在使用时的径向剖视图。
【具体实施方式】
[0020]从图1和图2可以看出，封底I上分布有用于安装支撑杆的圆形凹槽1-1以及安装外壳的圆环形凹槽1-2。当安装圆柱形支撑杆2和外壳3之后，烧结工装的结构示意图见图3和图4。当然，凹槽的大小和位置可以根据实际所需的支撑杆来调整，不局限于附图所示。
[0021]实施例1
[0022]本实施例的烧结过程如下:首先将多孔薄膜材料的薄膜前驱体4卷绕，然后放置于封底I上;然后将支撑杆2插入封底I上的圆形凹槽1-1，并使支撑杆2与各层薄膜前驱体4的一侧贴合;调节支撑杆2的位置，使相邻两层薄膜前驱体4之间的距离相同；然后安装外壳3即形成图5所示结构，从图5可以看出，任意两层薄膜前驱体4之间的距离相同。然后填充空心隔离球并将固定后的薄膜前驱体4随烧结工装放入烧结炉中烧结，使薄膜前驱体4转化为多孔薄膜材料。
[0023]实施例2
[0024]本实施例的烧结过程如下:首先将多孔薄膜材料的薄膜前驱体4卷绕，然后放置于封底I上;然后将支撑杆2插入封底I上的圆形凹槽1-1，并使支撑杆2与各层薄膜前驱体4的一侧贴合;调节支撑杆2的位置，使相邻两层薄膜前驱体4之间的距离相同；然后安装外壳3即形成图6所示结构，从图6可以看出，任意两层薄膜前驱体4之间的距离相同并且等于支撑杆2的直径。然后填充空心隔离球并将固定后的薄膜前驱体4随烧结工装放入烧结炉中烧结，使薄膜前驱体4转化为多孔薄膜材料。
[0025]实施例3
[0026]本实施例的烧结过程如下:首先将固定最里层薄膜前驱体4的4个支撑杆2插入封底I上的圆形凹槽1-1，然后沿着上述4个支撑杆2卷绕薄膜前驱体4并使支撑杆2与薄膜前驱体4的内侧贴合;继续安装用于固定第二层薄膜前驱体4的4个支撑杆2并继续卷绕薄膜前驱体4;重复上述过程直至将薄膜前驱体4卷绕完成;最后在最外层的薄膜前驱体4的外侧安装一个支撑杆2;然后安装外壳3即形成图6所示结构，从图6可以看出，任意两层薄膜前驱体4之间的距离相同并且等于支撑杆2的直径。然后填充空心隔离球并将固定后的薄膜前驱体4随烧结工装放入烧结炉中烧结，使薄膜前驱体4转化为多孔薄膜材料。
【主权项】
1.制备多孔薄膜材料的烧结工装，所述多孔薄膜材料由其薄膜前驱体(4)烧结所得，其特征在于:所述烧结工装包括封底(I)和与封底(I)连接的支撑杆(2)，所述薄膜前驱体(4)卷绕后放置于封底(I)上;所述支撑杆(2)附着于卷绕后的各层薄膜前驱体(4)的至少一侧。2.如权利要求1所述的烧结工装，其特征在于:所述封底(I)上分布有与支撑杆(2)端部形状匹配的凹槽(1-1)，支撑杆(2)与封底(I)插嵌连接。3.如权利要求1所述的烧结工装，其特征在于:所述封底(I)为不锈钢网，支撑杆(2)插入不锈钢网的网孔中。4.如权利要求1所述的烧结工装，其特征在于:所述烧结工装还包括管状外壳(3)，外壳(3)—端与封底(I)连接，卷绕后的薄膜前驱体(4)位于外壳(3)的内部。5.如权利要求4所述的烧结工装，其特征在于:所述封底(I)上分布有与外壳(3)端部形状匹配的凹槽(1-2)，外壳(3)与封底(I)插嵌连接。6.如权利要求4所述的烧结工装，其特征在于:所述外壳(3)上分布有通气孔。7.如权利要求4-6任一项所述的烧结工装，其特征在于:薄膜前驱体(4)卷绕形成的间隙中以及薄膜前驱体(4)与外壳(3)之间填充有隔离球。8.如权利要求7所述的烧结工装，其特征在于:所述隔离球为空心球。9.如权利要求1-3任一项所述的烧结工装，其特征在于:所述支撑杆(2)为圆柱形。10.如权利要求9所述的烧结工装，其特征在于:所述薄膜前驱体(4)卷绕为至少两层，所述支撑杆(2)的直径等于相邻两层薄膜前驱体(4)之间的距离。
【文档编号】B29C67/04GK205498079SQ201620151062
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】高麟, 汪涛, 李翔, 陈慧
【申请人】成都易态科技有限公司