一种用于高温氧化物纤维标准板的承烧装置的制作方法

本发明涉及一种用于高温氧化物纤维标准板的承烧装置，属于无机非金属材料热处理技术领域。

背景技术：

目前较高端的氧化物纤维制品如zro2、al2o3、mgo等纤维，都具有较高的熔点、大的膨胀系数和低粘度等特点，采用熔融的办法很难获得相应的纤维材料，所以多采用溶胶-凝胶法或聚合物前驱体的方法，获得纤维多为多晶态纤维，随着温度的升高，颗粒逐渐长大，出现异常生长。

采用上述氧化物纤维制作的纤维板材是耐火节能环保行业常用的材料形式之一，国际国内对于氧化物纤维标准板常用的规格有1200*600*50、1000*600*50、900*600*50等，但该类纤维材料制品的密度较低，多是材料本征密度的1/10-1/5，制品内部存在大量的空隙，随着处理温度的升高，出现10-20％的线收缩。若将纤维板平放，底部与承烧板之间的接触面积较大，摩擦力较大，极易出现纤维板材的上下面收缩不均匀甚至断裂现象，无法保证纤维板的完整性，即使纤维板不断裂，一是内部会存在大量的残余应力；二是不同部位纤维板的密度上会存在差异，造成性能不均匀；三是造成纤维板的翘曲，加工成平面标准板时会造成物料的大量浪费或尺寸不达标。再者zro2、al2o3、mgo等纤维制品使用温度较高，需要经过1800℃甚至更高温度的处理，热源上普通的硅钼棒难以实现1800℃以上的高温，常采用石墨加热的方式，而石墨与上述氧化物之间高温下存在化学反应，因此，在加工时不能让板材与石墨直接接触。

此外，中国专利文件cn109650910a公开了一种承烧板与氧化锆陶瓷注塑胚体的脱脂工艺及其用途，该承烧板包括基板，所述基板表面设有用于放置氧化锆陶瓷注塑胚体的承载台，所述承载台凸出所述基板表面。中国专利文件cn106959013a公开了一种高强度氧化锆承烧板及其制作方法，包括承烧板本体，所述承烧板本体内部设置有加强杆，所述加强杆包括横向加强杆和纵向加强杆，且横向加强杆和纵向加强杆相互垂直，且承烧板本体边缘四周设置有防护板。中国专利文件cn208555975u公开了一种石墨料板隔离装置，包括密封箱以及设置于所述密封箱内部的石墨料板、承烧板和隔离件，所述石墨料板的两端与所述密封箱的内壁滑动连接，所述承烧板均布于所述石墨料板的上侧，所述承烧板用于放置粉末冶金产品，所述承烧板和所述石墨料板之间设有所述隔离件。

但是，上述承烧装置用于氧化物纤维板的承烧时，仍然无法有效解决纤维板收缩不均匀导致的断裂现象。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于高温氧化物纤维标准板的承烧装置。

本发明的技术方案如下：

一种用于高温氧化物纤维标准板的承烧装置，包括第一承烧板，所述第一承烧板的上表面设置有凹槽，所述的凹槽中设置有承烧球，所述的承烧球凸出于第一承烧板表面并且可在凹槽中自有转动。

本发明在第一承烧板上设置凹槽，在凹槽内设置承烧球。这种设置使得氧化物纤维板与第一承烧板的接触面积大大减小，减小了氧化物纤维板收缩时的摩擦阻力。同时承烧球可在凹槽中自有转动，进一步减少氧化物纤维板的摩擦阻力。

根据本发明，优选的，凹槽的直径大于承烧球的直径，进一步优选的，承烧球的直径为5-10mm。这种设置，更有利于承烧球在凹槽中自有转动。

根据本发明，优选的，凹槽为半球形凹槽，凹槽在第一承烧板表面均匀分布；进一步优选的，相邻两个凹槽的中心间距为20-30mm。

根据本发明，优选的，所述的承烧装置还设置有两个以上的第二承烧板并由承烧球支撑，第二承烧板的面积小于第一承烧板的面积。

根据本发明，优选的，所述的第二承烧板的形状为方形或圆形。进一步优选的，方形第二承烧板的大小为(70-100)*(50-70)*(5-10)mm，圆形第二承烧板的直径为30-100mm厚度5-10mm。

根据本发明，优选的，相邻两个第二承烧板之间设置有间距，进一步优选的，间距大小为15-30mm。设置第二承烧板可以进一步承载氧化物纤维板，在氧化物纤维板收缩时，第二承烧板可以在承烧球上滑动，进一步防止氧化物纤维板因收缩不均匀导致断裂。第二承烧板之间设置间距，保证氧化物纤维板高温收缩时第二承烧板之间留有足够的空间。

根据本发明，优选的，所述的第一承烧板、承烧球和第二承烧板为石墨材质。石墨材质可以实现更高温度的热处理。进一步优选的，第二承烧板上方还设置有隔离板。隔离板的尺寸和之间的间距与第二承烧板相同。优选的，隔离板所用材料具有较高的高温强度和稳定性，且导热性好，如硼化锆、碳化锆、氮化锆等之一或者它们的混合。在工作状态时，隔离板位于第二承烧板和氧化物纤维板之间，可防止石墨材质的第二承烧板与氧化物纤维板之间的直接接触，避免第二承烧板和氧化物纤维板之间发生化学反应。

本发明的有益效果：

1、本发明在第一承烧板上设置凹槽，在凹槽内设置承烧球，使得氧化物纤维板与第一承烧板的接触面积大大减小，减小了氧化物纤维板收缩时的摩擦阻力。同时承烧球可在凹槽中自有转动，进一步减少氧化物纤维板的摩擦阻力。

2、本发明设置第二承烧板可以进一步承载氧化物纤维板，在氧化物纤维板收缩时，第二承烧板可以在承烧球上滑动，进一步防止氧化物纤维板因收缩不均匀导致断裂。

3、本发明可将第一承烧板、承烧球和第二承烧板设置为石墨材质，可以实现更高温度的热处理。同时，第二承烧板上方设置有隔离板，可防止石墨材质的第二承烧板与氧化物纤维板之间的直接接触，避免第二承烧板和氧化物纤维板之间发生化学反应。

4、经过本发明承烧装置热处理后的氧化物纤维，完整无裂痕。解决了现有的承烧装置因收缩不均匀导致的断裂问题。

附图说明

图1为本发明用于高温氧化物纤维标准板的承烧装置的主体结构示意图。

图2为本发明承烧装置中第一承烧板和承烧球的排列示意图。

其中：1、第一承烧板，2、承烧球，3、第二承烧板，4、隔离板，5、凹槽，6、氧化物纤维板。

具体实施例：

下面通过具体实施例并结合附图，对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例1

一种用于高温氧化物纤维标准板的承烧装置，包括第一承烧板1，所述第一承烧板1的上表面设置有凹槽5，所述的凹槽5中设置有承烧球2，所述的承烧球2凸出于第一承烧板表面并且可在凹槽5中自有转动。凹槽5为半球形凹槽，凹槽5在第一承烧板1表面均匀分布；相邻两个凹槽5的中心间距为25mm。

实施例2

如实施例1所述，不同的是：

所述的承烧装置还设置有两个以上的第二承烧板3并由承烧球2支撑，第二承烧板3的面积小于第一承烧板1的面积。所述的第二承烧板3的形状为方形，大小为70*50*10mm。

相邻两个第二承烧板3之间设置有间距，间距大小为30mm。

实施例3

如实施例1所述，不同的是：

所述的承烧装置还设置有两个以上的第二承烧板3并由承烧球2支撑，第二承烧板3的面积小于第一承烧板1的面积。所述的第二承烧板3的形状为圆形，直径为50mm厚度8mm。相邻两个第二承烧板3之间设置有间距，间距大小为20mm。

实施例4

如实施例2所述，不同的是：

所述的第一承烧板1、承烧球2和第二承烧板3为石墨材质。第二承烧板3上方还设置有隔离板4。隔离板4的尺寸和之间的间距与第二承烧板3相同。隔离板4的材质为硼化锆。

实施例5

如实施例4所述，不同的是：

第一承烧板1上的凹槽5深度为6mm，直径为12mm，凹槽5间的间距为20mm，凹槽5内放置直径为10mm的石墨材质的承烧球2，将尺寸为70*50*10mm石墨材质的第二承烧板3上部放置硼化锆材质的隔离板4，硼化锆隔离板4的尺寸为70*50*10mm，第二承烧板3之间的间距选用30mm。

排布好后，将一块尺寸为1000*700*60mm密度0.3g/cm³的氧化锆纤维板6放置在隔离板4上。布置完成后将其在石墨高温炉中进行2000℃高温烧结2h，保护气氛为氮气。升温程序为4h升温到600℃，然后8h升温到2000℃，2000℃保温2h后，开始降温，经过8h降温到600℃，之后自然降温到室温，取出样品得到密度为0.55g/cm³的完整无裂痕的氧化锆纤维板6。

实施例6

如实施例4所述，不同的是：

第一承烧板1上的凹槽5深度为4mm，直径为10mm，凹槽5间的间距为20mm，凹槽5内放置直径为8mm的石墨材质的承烧球2，将尺寸为70*50*5mm石墨材质的第二承烧板3上部放置氮化锆材质的隔离板4，氮化锆隔离板4的尺寸为70*50*10mm，第二承烧板3之间的间距选用30mm。

排布好后，将一块尺寸为400*300*60mm密度0.4g/cm³的氧化锆纤维板6放置在隔离板4上。布置完成后将其在石墨高温炉中进行2000℃高温烧结2h，保护气氛为氮气。升温程序为4h升温到600℃，然后8h升温到2000℃，2000℃保温2h后，开始降温，经过8h降温到600℃，之后自然降温到室温，取出样品得到密度为0.65g/cm³的完整无裂痕的氧化锆纤维板6。

实施例7

如实施例4所述，不同的是：

第一承烧板1上的凹槽5深度为4mm，直径为10mm，凹槽5间的间距为30mm，凹槽5内放置直径为8mm的石墨材质的承烧球2，将尺寸为70*50*10mm石墨材质的第二承烧板3上部放置碳化锆材质的隔离板4，碳化锆隔离板4的尺寸为70*50*10mm，第二承烧板3之间的间距选用30mm。

排布好后，将一块尺寸为400*300*60mm密度0.4g/cm³的氧化锆纤维板6放置在隔离板4上。布置完成后将其在石墨高温炉中进行2000℃高温烧结2h，保护气氛为氮气。升温程序为4h升温到600℃，然后8h升温到2000℃，2000℃保温2h后，开始降温，经过8h降温到600℃，之后自然降温到室温，取出样品得到密度为0.65g/cm³的完整无裂痕的氧化锆纤维板6。

实施例8

如实施例4所述，不同的是：

第一承烧板1上的凹槽5深度为4mm，直径为10mm，凹槽5间的间距为20mm，凹槽5内放置直径为8mm的石墨材质的承烧球2，将尺寸为70*50*10mm石墨材质的第二承烧板3上部放置硼化锆材质的隔离板4，硼化锆隔离板4的尺寸为70*50*10mm，第二承烧板3之间的间距选用25mm。

排布好后，将一块尺寸为400*300*60mm密度0.5g/cm³的氧化锆纤维板6放置在隔离板4上。布置完成后将其在石墨高温炉中进行2000℃高温烧结2h，保护气氛为氮气。升温程序为4h升温到600℃，然后8h升温到2000℃，2000℃保温2h后，开始降温，经过8h降温到600℃，之后自然降温到室温，取出样品得到密度为1.0g/cm³的完整无裂痕的氧化锆纤维板6。

实施例9

如实施例4所述，不同的是：

第一承烧板1上的凹槽5深度为6mm，直径为12mm，凹槽5间的间距为20mm，凹槽5内放置直径为10mm的石墨材质的承烧球2，将直径60mm、厚度10mm石墨材质的圆形第二承烧板3上部放置氮化锆材质的圆形隔离板4，氮化锆隔离板4的直径为60mm、厚度为10mm，第二承烧板3之间的间距选用30mm。

排布好后，将一块尺寸为300*200*60mm密度1.65g/cm³的氧化锆纤维板6放置在隔离板4上。布置完成后将其在石墨高温炉中进行1950℃高温烧结2h，保护气氛为氮气。升温程序为4h升温到600℃，然后8h升温到1950℃，1950℃保温2h后，开始降温，经过8h降温到600℃，之后自然降温到室温，取出样品得到密度为2.5g/cm³的完整无裂痕的氧化锆纤维板6。

实施例10

如实施例4所述，不同的是：

第一承烧板1上的凹槽5深度为4mm，直径为10mm，凹槽5间的间距为20mm，凹槽5内放置直径为8mm的石墨材质的承烧球2，将尺寸为70*50*10mm石墨材质的方形第二承烧板3上部放置碳化锆材质的方形隔离板4，碳化锆隔离板4的尺寸为70*50*10mm，第二承烧板3之间的间距选用30mm。

排布好后，将一块尺寸为300*200*60mm密度0.3/cm³的氧化锆纤维板6放置在隔离板4上。布置完成后将其在石墨高温炉中进行2300℃烧结6h，保护气氛为氮气。升温程序为4h升温到600℃，然后10h到2300℃保温6h后，开始降温，经过10h到600℃，之后自然降温到室温，取出样品得到密度为1.7g/cm³的完整无裂痕的氧化锆纤维板6。