一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法及装置与流程

本发明涉及氮化硅陶瓷制备，具体为一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法及装置。

背景技术：

1、多孔氮化硅陶瓷是一种具有高温稳定性、耐蚀性和抗磨损性能的陶瓷材料，由于其具有多级孔结构，可控制孔径和孔隙率，并且表面积高，表面带电性强的特性，由此广泛应用于吸附、分离、催化等领域；

2、当前制备多孔氮化硅陶瓷主要包括可控烧结法、添加造孔剂法和碳热还原法，其中，碳还原法制备多孔氮化硅陶瓷的优点有：可在相对较低的温度下制备出多孔氮化硅陶瓷，比传统高温合成方法更具经济性；制备的多孔氮化硅陶瓷具有较高的孔径和孔隙率，表面积大，使其在吸附、分离和催化领域具有更广泛的应用；碳还原法制备的多孔氮化硅陶瓷具有较好的电导性和热导性能；生产工艺简单，易于控制，适用于大规模生产；

3、现有的采用碳还原法制备多孔氮化硅陶瓷制备方法存在如下弊病：

4、(1)未对原材料进行处理直接对原材料进行球磨，该种操作对原材料的状态有较多的限制，必须是粉末状的原材料才能达到预期的球磨效果，否则球磨时间会极长，严重拖慢多孔氮化硅陶瓷的制备效率；

5、(2)在实际球磨过程中，会由于各种原因存在粒径较大的原材料也被倒入泥浆制备腔中的情况，该种原材料会极大的降低后续多孔氮化硅陶瓷的质量。

技术实现思路

1、本发明提供一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法及装置，用以解决上述提出的现有的多孔氮化硅陶瓷制备方法未对原材料进行处理直接对原材料进行球磨，该种操作对原材料的状态有较多的限制，必须是粉末状的原材料才能达到预期的球磨效果，否则球磨时间会极长，严重拖慢多孔氮化硅陶瓷的制备效率和在实际球磨过程中，会由于各种原因存在粒径较大的原材料也被倒入泥浆制备腔中的情况，该种原材料会极大的降低后续多孔氮化硅陶瓷的质量中的至少一项技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤一：上料，将氮化硅原料、粘结剂、烧结助剂按一定比例通过上料绞龙输送至粗破碎箱内进行原材料的初步加工；

4、步骤二：细磨干混，将初步加工后的原材料输送至球磨机中进行精细球磨，并对其中径粒较大的原材料进行筛选，并重新回料至上料绞龙中；

5、步骤三：制备泥料，将细磨干混后合格后的原材料倒入泥浆制备腔中，并将供液箱中的水和甘油的混合溶液泵入泥浆制备腔中，与原材料混合均匀，形成加工泥料；

6、步骤四：挤出成型，将加工泥料通过挤出机挤出，并通过压制组件对挤出的泥料进行切割压制，形成成型泥料；

7、步骤五：干燥排胶，将成型泥料通过斜板送至排胶机内进行排胶；

8、步骤六：烧结，将排胶后的成型泥料送至烧结炉内进行烧结，最终形成多孔氮化硅陶瓷。

9、优选的，氮化硅原料、粘结剂和烧结助剂的剂量比为34:1:2。

10、优选的，水和甘油的体积比为3:1，水和甘油的总体积与细磨干混后合格后的原材料的体积比为1:2。

11、一种多孔氮化硅陶瓷的制备装置，包括多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体，上料绞龙和粗破碎箱安装在多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体上，且粗破碎箱安装在上料绞龙输出端，上料绞龙上设有进料口和回料口，球磨机转动连接在多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体内，球磨机下方设有泥浆制备腔，泥浆制备腔用于制备泥料，泥浆制备腔出口端与挤出机相通，挤出机出口端设有压制组件和斜板，斜板用于将成型泥料送至排胶机内，排胶机出口端与烧结炉相通。

12、优选的，球磨机包括球磨机壳体，球磨机壳体转动连接在多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体内，球磨机壳体进口端与粗破碎箱出口端相通，多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体上固定连接有球磨电机，球磨电机输出端固定连接有球磨齿轮，球磨机壳体上固定连接有球磨齿环，球磨齿轮与球磨齿环相互啮合，球磨机壳体内设有若干不同尺寸的钢球，球磨机壳体上固定连接有漏网。

13、优选的，泥浆制备腔内设有回料再加工筛选组件，回料再加工筛选组件包括电动筛网安装框架，电动筛网安装框架转动连接在多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体上，电动筛网安装框架内转动连接有电动绕线轮，电动筛网安装框架内开设有导向滑槽，导向滑槽内滑动连接有筛网连接活塞，电动绕线轮上缠绕有驱动绕线，驱动绕线远离电动绕线轮的一端固定连接在筛网连接活塞上，筛网连接活塞与导向滑槽内壁之间通过第一弹性件连接，筛网连接活塞远离驱动绕线的一端固定连接有筛网，筛网上设有导向支撑滑槽，多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体内开设有回料活塞导向滑槽，回料活塞导向滑槽内滑动连接有回料活塞，回料活塞上固定连接有第一电磁铁，回料活塞导向滑槽内壁固定连接有第二电磁铁，第一电磁铁和第二电磁铁之间通过第二弹性件固定连接，回料活塞远离回料活塞导向滑槽的一端用于与导向支撑滑槽相互配合，第一电磁铁和第二电磁铁与电动筛网安装框架电连接。

14、优选的，制备腔侧壁设有回料组件，回料组件安装在接通腔内，接通腔两端分别与制备腔和回料口相通，回料组件包括固定连接在接通腔两侧壁的导向滑轨，导向滑轨上转动连接有电动弯杆，电动弯杆与电动筛网安装框架电连接，电动弯杆一端固定连接有第三弹性件，第三弹性件远离电动弯杆的一端固定连接在固定块上，电动弯杆另一端铰链连接在翻板门上，翻板门远离电动弯杆的一端转动连接有滚轮，滚轮滚动连接在导向滑轨上，接通腔内壁固定连接有触发块，接通腔底部转动连接有电动丝杠，电动丝杠与触发块电连接，电动丝杠上螺纹连接有移位螺母，移位螺母上固定连接有接料斜板。

15、优选的，浆制备腔内设有快速混料组件，快速混料组件包括安装台驱动组件、浮动安装台、混料丝杠和混料桨，浮动安装台上下滑动连接在多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体上，安装台驱动组件用于驱动浮动安装台上下运动，浮动安装台上固定连接有混料电机，混料电机输出端固定连接有混料丝杠，混料桨包括桨筒和若干电动桨叶，桨筒螺纹连接在混料丝杠上，电动桨叶转动连接在桨筒上。

16、优选的，安装台驱动组件包括电动驱动滑块，电动驱动滑块前后滑动连接在多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体内，电动驱动滑块上开设有s型滑槽，s型滑槽内滑动连接有短轴，短轴固定连接在安装座连接轴上，安装座连接轴固定连接在浮动安装台上，多孔氮化硅陶瓷制备装置壳体上固定连接有连接轴导向套，安装座连接轴上下滑动连接在连接轴导向套内，安装座连接轴上套设有第四弹性件。

17、优选的，压制组件包括压制组件安装座，压制组件安装座固定连接在挤出机上，压制组件安装座上转动连接有电动压制丝杠，电动压制丝杠上螺纹连接有锥型螺母，压制组件安装座上左右滑动连接有切割片，切割片上套设有第五弹性件，压制组件安装座上固定连接有压制主体导向筒，压制主体导向筒内上下滑动连接有压制杆，压制杆一端转动连接有压制滚轮，压制滚轮滚动连接在锥型螺母上，压制杆另一端螺纹连接有压制模具，压制杆上套设有第六弹性件。

18、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

19、与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

20、1.本发明通过先对原材料进行初步加工破碎之后再对其进行球磨，从而拓展了原材料的材料状态，从原来的仅能为粉状变成粒状或块状均可，提高了设备的灵活性，且通过这一步骤可以极大的缩短实际球磨时长，对球磨后的原材料进行筛选可以从源头上保证后续的成品多孔氮化硅陶瓷的质量；

21、2.本发明回料组件和回料再加工筛选组件的设计使得被钢球砸落穿透漏网或因漏网损坏穿透漏网的粒径较大的原材料得以回收再加工，极大的保证了多孔氮化硅陶瓷原材料的细腻度，从而从源头上保证了多孔氮化硅陶瓷的加工质量。