一种低导热率耐高温陶瓷纤维材料的制作方法

文档序号:15931051发布日期:2018-11-14 01:38阅读:263来源:国知局

本发明涉及陶瓷材料技术领域,尤其涉及一种低导热率耐高温陶瓷纤维材料。

背景技术

在工业熔炉中,现有的很多是通过感应线圈通电,利用电磁感应的原理对熔炉的炉体进行加热,由于电磁感应强度与线圈和导体之间的距离相关,即线圈和导体之间距离越近,其电磁感应越强,发热效率越高。

但是,线圈和导体之间距离过近,导体发热的热量会传输至感应线圈上,造成感应线圈电阻增大,线圈通过的电流减小,电磁感应效率降低,同时发热量增大,造成感应线圈恶性循环,严重时,可能将线圈烧断,造成火灾的后果。

现有的工业熔炉中,一般采用绝缘层将其隔离开来,以便减少线圈与导体的热交换,但是,现有的绝缘层其隔热效果并不理想,且耐高温性能差。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种低导热率耐高温陶瓷纤维材料。

一种低导热率耐高温陶瓷纤维材料,按质量份数其原料组份包括:

优选地,按质量份数其原料组份包括:

优选地,按质量份数其原料组份包括:

优选地,所述吸附剂为氧化铝、沸石、天然黏土以及硅酸钙中的至少一种。

优选地,所述吸附剂为氧化铝以及天然黏土的混合,其混合质量比为1:1。

优选地,所述结合剂为硼玻璃或者气相白炭黑。

优选地,所述发泡剂为硅酸钠。

优选地,所述水为去离子水。

本发明的有益效果在于:低导热率耐高温陶瓷纤维材料,将其应用于工业熔炉的隔热层,其具有非常低的导热率,隔热性能优异,且可以应用在温度较高的环境中。

具体实施方式:

下面将结合本发明实施例,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。

应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。

实施例1

低导热率耐高温陶瓷纤维材料,由如下按质量组分组成:

低导热率耐高温陶瓷纤维材料的制备方法:

称取组份量的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛、碳化硅、氧化铝、硼玻璃、硅酸钠以及去离子水;

将硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至球磨机中,球磨40min;

将球磨后的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至高混机中,混合速度为600r/min,混合时间为15min,得到混料a;

将混料a加入至去离子水中,同时加入氧化铝、硼玻璃以及硅酸钠,进行搅拌,搅拌速度为240r/min,搅拌18min,得到混料b;

将混料b通过静电纺丝法,对该陶瓷原料组合液进行纺丝,从而获得纺丝纤维;

将纺丝纤维放置在真空干燥箱中,干燥温度为60℃,干燥4h;

将干燥后的纺丝纤维放入至高温烧结炉中,在1100℃的温度下进行烧结,烧结6h,得到陶瓷纤维材料;

将陶瓷纤维材料冷却至室温,打磨成型。

实施例2

低导热率耐高温陶瓷纤维材料,由如下按质量组分组成:

低导热率耐高温陶瓷纤维材料的制备方法:

称取组份量的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛、碳化硅、沸石、气相白炭黑、硅酸钠以及去离子水;

将硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至球磨机中,球磨56min;

将球磨后的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至高混机中,混合速度为530r/min,混合时间为22min,得到混料a;

将混料a加入至去离子水中,同时加入沸石、气相白炭黑以及硅酸钠,进行搅拌,搅拌速度为270r/min,搅拌13min,得到混料b;

将混料b通过静电纺丝法,对该陶瓷原料组合液进行纺丝,从而获得纺丝纤维;

将纺丝纤维放置在真空干燥箱中,干燥温度为63℃,干燥3h;

将干燥后的纺丝纤维放入至高温烧结炉中,在1340℃的温度下进行烧结,烧结4h,得到陶瓷纤维材料;

将陶瓷纤维材料冷却至室温,打磨成型。

实施例3

低导热率耐高温陶瓷纤维材料,由如下按质量组分组成:

低导热率耐高温陶瓷纤维材料的制备方法:

称取组份量的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛、碳化硅、氧化铝以及天然黏土、硼玻璃、硅酸钠以及去离子水;

将硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至球磨机中,球磨60min;

将球磨后的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至高混机中,混合速度为500r/min,混合时间为25min,得到混料a;

将混料a加入至去离子水中,同时加入氧化铝以及天然黏土、硼玻璃以及硅酸钠,进行搅拌,搅拌速度为280r/min,搅拌12min,得到混料b;

将混料b通过静电纺丝法,对该陶瓷原料组合液进行纺丝,从而获得纺丝纤维;

将纺丝纤维放置在真空干燥箱中,干燥温度为70℃,干燥2h;

将干燥后的纺丝纤维放入至高温烧结炉中,在1400℃的温度下进行烧结,烧结3h,得到陶瓷纤维材料;

将陶瓷纤维材料冷却至室温,打磨成型。

实施例4

低导热率耐高温陶瓷纤维材料,由如下按质量组分组成:

低导热率耐高温陶瓷纤维材料的制备方法:

称取组份量的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛、碳化硅、天然黏土、气相白炭黑、硅酸钠以及去离子水;

将硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至球磨机中,球磨45min;

将球磨后的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至高混机中,混合速度为580r/min,混合时间为17min,得到混料a;

将混料a加入至去离子水中,同时加入天然黏土、气相白炭黑以及硅酸钠,进行搅拌,搅拌速度为250r/min,搅拌16min,得到混料b;

将混料b通过静电纺丝法,对该陶瓷原料组合液进行纺丝,从而获得纺丝纤维;

将纺丝纤维放置在真空干燥箱中,干燥温度为67℃,干燥4h;

将干燥后的纺丝纤维放入至高温烧结炉中,在1160℃的温度下进行烧结,烧结5h,得到陶瓷纤维材料;

将陶瓷纤维材料冷却至室温,打磨成型。

实施例5

低导热率耐高温陶瓷纤维材料,由如下按质量组分组成:

低导热率耐高温陶瓷纤维材料的制备方法:

称取组份量的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛、碳化硅、硅酸钙、气相白炭黑、硅酸钠以及去离子水;

将硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至球磨机中,球磨52min;

将球磨后的硅酸铝、硫酸镁、玻璃纤维、硼化钛以及碳化硅加入至高混机中,混合速度为560r/min,混合时间为19min,得到混料a;

将混料a加入至去离子水中,同时加入硅酸钙、气相白炭黑以及硅酸钠,进行搅拌,搅拌速度为260r/min,搅拌15min,得到混料b;

将混料b通过静电纺丝法,对该陶瓷原料组合液进行纺丝,从而获得纺丝纤维;

将纺丝纤维放置在真空干燥箱中,干燥温度为64℃,干燥3h;

将干燥后的纺丝纤维放入至高温烧结炉中,在1250℃的温度下进行烧结,烧结4h,得到陶瓷纤维材料;

将陶瓷纤维材料冷却至室温,打磨成型。

将实施例1-5陶瓷纤维材料,与市售的保温材料进行对比,分别为保温材料1以及保温材料2,测试其导热率以及耐温性能,测试结果如下:

根据性能测试表中的数据可以看出,实施例1-5的陶瓷纤维材料,与市售的保温材料进行耐高温性能以及导热率比较,实施例1-5的陶瓷纤维材料可以耐受住1800℃的温度,且其导热率可以低至0.15w/mk,较现有的保温材料在性能上有很大的提升。

以上是对本发明所提供的具体实施例。

说明书对本发明进行了详细的介绍,本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述,以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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