制备多孔薄膜材料的烧结支撑体以及烧结工装的制作方法
【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支撑体以及包含该烧结支撑体的烧结工装。
【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支撑体，在有效控制膜材料的尺寸的同时，提升生产效率。本实用新型还要提供包含该烧结支撑体的烧结工装。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0005]制备多孔薄膜材料的烧结支撑体包含底座以及设置于底座上的至少一个支撑筒，所述多孔薄膜材料由薄膜前驱体烧结得到，所述薄膜前驱体沿着支撑筒筒壁卷绕并放置于底座上。将卷绕后的薄膜前驱体随烧结支撑体一起放入烧结炉中烧结，可以在很大程度上提升烧结炉的利用率，提升生产效率。多张薄膜前驱体可以卷绕在不同的支撑筒上。支撑筒起到支撑和固定作用，防止薄膜前驱体在烧结过程中变形。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述烧结支撑体包含至少两个相互嵌套的支撑筒，相邻的支撑筒之间形成放置薄膜前驱体的空腔。这样设置的目的是减小烧结支撑体的大小，从而提升烧结炉的利用率。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述支撑筒为中空结构，筒体上设置有通气口。在烧结过程中，这样的支撑筒有更好的导热率，可以保证内外层的薄膜前驱体受热均匀，易于脱脂。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述支撑筒的材质为钢材。支撑筒的材质需要选用导热率高且能够耐1200°C以上的高温的材料。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述底座具有通孔。多个具有通孔的烧结支撑体可以叠放于支撑杆上，不仅节约烧结炉空间，而且组装方便，易拆卸。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述通孔与最内层的支撑筒同心，这样既美观也节约空间。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述烧结支撑体还包括在卷绕完成后捆扎固定薄膜前驱体外部的捆绑件。捆绑件可以选用导热性好且耐高温的钢材。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述烧结支撑体还包括上端盖，上端盖具有与卷绕完成后的薄膜前驱体相适应的凹槽。上端盖可以进一步支撑和固定薄膜前驱体。
[0013]烧结工装，所述烧结工装包含支撑杆、底座以及至少一个含通孔的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体，烧结支撑体依次通过通孔与支撑杆连接。烧结支撑体的底座上的通孔的尺寸与支撑杆的径向尺寸相匹配。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述支撑杆为中空结构，杆体上设置有通气口。其作用是促进传热，使内外层薄膜前驱体充分烧结。
[0015]薄膜前驱体沿着支撑筒的筒壁卷绕并随支撑体一起放入烧结炉中烧结，不仅提升了烧结炉的利用率，提升生产效率，而且可以防止薄膜前驱体在烧结过程中产生形变。烧结支撑体的底座具有通孔，多个烧结支撑体可以通过通孔与支撑杆连接，不仅节约烧结炉空间，而且组装方便，易拆卸。
[0016]此外，本申请的发明人想到，在烧结过程中，卷绕后相邻的薄膜前驱体在烧结过程中可能发生粘连，因此，在卷绕前，在薄膜前驱体的至少一个侧面喷涂隔离层，然后将至少一张带隔离层的薄膜前驱体沿着支撑筒的筒壁卷绕并捆扎固定，其中带隔离层的侧面向内。采用喷涂方式可以形成与薄膜前驱体一体的均匀的隔离层，这样可以保证较高的导热率，有利于脂的脱除并防止前驱体在烧结过程中发生粘连现象。由于受到隔离层的保护作用，可以将至少一张薄膜前驱体收卷，不仅可以节约烧结炉空间，提升生产效率，而且可以防止薄膜前驱体的尺寸在烧结过程中发生变化。
[0017]所述隔离层包含惰性金属化合物粉末，例如A1203、MgO、CuN，这类金属化合物的导热率高且稳定性好，在烧结过程中不发生变化，即在烧结过程中，金属化合物不与薄膜前驱体发生反应，不影响多孔薄膜材料的构造和组成。烧结完成后，用水即可洗去金属化合物粉末。
[0018]所述隔离层为隔离浆料干燥所得，所述隔离浆料为包含隔离层粉末与醇类溶剂的均匀分散液；所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的至少一种；分散液中隔离层粉末的浓度为2-2.5Kg/L0这样的喷涂方式以及配比有利于控制喷涂过程，得到分布均匀的隔离层，使各个区域内的导热率相同。
[0019]所述隔离层的质量占薄膜前驱体质量的0.5 - 2 %，金属化合物的平均粒径为3-5 μ m。此范围内的隔离层即可起到较好的隔离和导热作用，并且容易清洗干净；一定粒径的金属化合物在薄膜前驱体侧面堆积会形成大量的孔隙，进一步提升导热率，便于脂的脱除。
【附图说明】
[0020]图1为含有1个支撑筒的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体的主视图。
[0021]图2为含有1个支撑筒的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体的俯视图。
[0022]图3为含有2个支撑筒的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体的俯视图。
[0023]图4为含有2个支撑筒的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体的轴向剖视图。
[0024]图5为上端盖的俯视图。
[0025]图6为上端盖的轴向剖视图。
[0026]图7为含有1个支撑筒的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体的使用效果图。
[0027]图8为含有2个支撑筒的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体在使用时的俯视图。
[0028]图9为含有2个支撑筒的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体在使用时的轴向剖视图。
[0029]图10为烧结工装的使用效果图。
【具体实施方式】
[0030]本实用新型的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体包含底座2以及至少一个支撑筒1，图1和图2分别为含有一个支撑筒1的烧结支撑体的主视图和俯视图，图3和图4分别为含有2个支撑筒1的烧结支撑体的俯视图和轴向剖视图，两个支撑筒1相互嵌套，两者之间的区域为放置薄膜前驱体4的空腔。支撑筒1为中空结构，筒体上设置有通气口，其作用是促进热的传导，使内外层薄膜前驱体4充分烧结。底座2上具有与内层支撑筒1同心的通孔。
[0031]将喷有一层粒度为5 μ m的均匀的A1203粉末隔离层的薄膜前驱体4沿支撑筒1的外壁卷绕，其中，A1203粉末隔离层占薄膜前驱体质量的1.3%，支撑筒的直径为60mm，材质为310S不锈钢，卷绕完成后用直径为1mm、材质为FeCrAl合金钢的捆绑件捆扎固定，即可放入烧结炉中烧结。为了进一步固定薄膜前驱体4，可以在卷绕固定之后，在薄膜前驱体4的上部安装带有凹槽的上端盖3，凹槽的尺寸与卷绕后的薄膜前驱体4相适应，即得到如图7所示的使用效果图。两张薄膜前驱体4可以重叠后卷绕在如图1所示的烧结支撑体上或者采用图3或图4所示的烧结支撑体，两张薄膜前驱体4分别卷绕在图3或图4中的两个支撑筒1上，即得到如图8和图9所示的使用效果图。将卷绕后的薄膜前驱体4随烧结支撑体一起放入烧结炉中烧结，可以在很大程度上提升烧结炉的利用率，提升生产效率。支撑筒1起到支撑和固定作用，防止薄膜前驱体4在烧结过程中变形。
[0032]图10为烧结工装的使用效果图，从图中可以看出，该烧结工装包括支撑杆5、底座6以及3个如图1所示的烧结支撑体A1-A3，3个烧结支撑体A1-A3依次套在支撑杆5上，支撑杆5为中空结构，杆体上设置有通气孔，可促进传热。此烧结工装不仅具有烧结支撑体A1-A3的优点，即提升烧结炉的利用率和防止薄膜前驱体4在烧结过程中变形，而且组装简单，拆卸方便，进一步提升烧结炉的利用率。
【主权项】
1.制备多孔薄膜材料的烧结支撑体，所述多孔薄膜材料由薄膜前驱体(4)烧结得到，其特征在于:所述烧结支撑体包含底座(2)以及设置于底座上的至少一个支撑筒(1)，所述薄膜前驱体(4)沿支撑筒(1)外壁卷绕并放置于底座(2)上。2.如权利要求1所述的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体，其特征在于:所述烧结支撑体包含至少两个相互嵌套的支撑筒(1)，相邻的支撑筒(1)之间形成放置薄膜前驱体(4)的空腔。3.如权利要求1或2所述的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体，其特征在于:所述支撑筒(1)为中空结构，筒体上设置有通气口。4.如权利要求3所述的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体，其特征在于:所述支撑筒(1)的材质为钢材。5.如权利要求1所述的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体，其特征在于:所述底座(2)具有通孔。6.如权利要求5所述的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体，其特征在于:所述通孔与最内层的支撑筒⑴同心。7.如权利要求1所述的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体，其特征在于:所述烧结支撑体还包括在卷绕完成后捆扎固定薄膜前驱体(4)外部的捆绑件。8.如权利要求1所述的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体，其特征在于:所述烧结支撑体还包括上端盖(3)，上端盖(3)具有与卷绕完成后的薄膜前驱体(4)相适应的凹槽。9.烧结工装，其特征在于:所述烧结工装包含至少一个支撑杆(5)、底座￠)以及至少一个权利要求5所述的制备多孔薄膜材料的烧结支撑体；所述烧结支撑体依次通过通孔与支撑杆(5)连接。10.如权利要求9所述的烧结工装，其特征在于:所述支撑杆(5)为中空结构，杆体上设置有通气口。
【专利摘要】本实用新型涉及一种制备多孔薄膜材料的烧结支撑体以及包含该烧结支撑体的烧结工装。烧结支撑体包含底座以及设置于底座上的至少一个支撑筒，所述多孔薄膜材料由薄膜前驱体烧结得到，薄膜前驱体沿着支撑筒外壁卷绕并放置于底座上。将卷绕后的薄膜前驱体随烧结支撑体一起放入烧结炉中烧结，可以在很大程度上提升烧结炉的利用率，提升生产效率。多张薄膜前驱体可以分别卷绕在多个支撑筒上。支撑筒起到支撑和固定作用，防止薄膜前驱体在烧结过程中变形。烧结工装包含支撑杆、底座以及至少一个含有通孔的烧结支撑体，烧结支撑体依次通过通孔与支撑杆杆壁连接，不仅节约烧结炉空间，而且组装方便，易拆卸。
【IPC分类】F27D5/00
【公开号】CN205066468
【申请号】CN201520769157
【发明人】高麟, 汪涛, 李波
【申请人】成都易态科技有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年9月30日