CN115947613A - 高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷基复合材料制造技术领域，公开了一种高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，包括如下步骤：高压浸渍工装设计，石英复合陶瓷材料封装复合，高压浸渍工艺复合：把装好石英复合陶瓷材料的封装袋，放入到高压浸渍工装中，通过控制高压浸渍工装中的压力，探索石英复合陶瓷材料的增重率及致密度，制得致密化石英复合陶瓷材料。本发明高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，通过提供高压环境，使硅溶胶不断向产品内部渗透，加速硅溶胶流动的同时，打开封闭的孔，使其充分填充，提高产品的致密度，同时缩短浸渍复合周期。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷基复合材料制造技术领域，具体涉及一种高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法。
背景技术
石英纤维增强陶瓷基复合材料是常见的透波材料，在工艺制备过程中主要采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)法，而Sol-gel法制备的透波复合材料主要通过浸渍复合-烧结循环完成，在浸渍复合过程中，硅溶胶因吸附作用向织物纤维内部不断渗透，同时在干燥过程中，由于硅溶胶43％固含量，水分较多，挥发时水份的逸出导致了很多孔洞，而且纤维交叉处的孔隙在浸渍复合过程中也不能完全填满，也导致很多孔隙，虽然在后续的循环浸渍-烧结过程中会不断填充，但空隙入口会不断缩小，导致闭控越来越多，最终形成永久性孔隙。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，通过提供高压环境，使硅溶胶不断向产品内部渗透，加速硅溶胶流动的同时，打开封闭的孔，使其充分填充，提高产品的致密度，同时缩短浸渍复合周期。
为实现上述目的，本发明所设计的高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，包括如下步骤：
A)高压浸渍工装设计：根据实际产品外观尺寸设计高压浸渍工装；
B)石英复合陶瓷材料封装复合：根据石英复合陶瓷材料大小选择合适的封装袋，将石英复合陶瓷材料装入封装袋后注入硅溶胶，密封完全后打开真空泵，连接真空管，抽取封装袋内多余气体，防止高压时封装袋被撑破；
C)高压浸渍工艺复合：把装好石英复合陶瓷材料的封装袋，放入到高压浸渍工装中，通过控制高压浸渍工装中的压力，探索石英复合陶瓷材料的增重率及致密度，制得致密化石英复合陶瓷材料。
优选地，所述步骤A)中，所述高压浸渍工装包括高压浸渍桶，所述高压浸渍桶的顶部盖有密封的堵盖，所述堵盖上设有进水口，所述进水口通过水管连有截止阀，所述截止阀通过控制仪器控制。
优选地，所述截止阀远离所述高压浸渍桶，位于安全地带，通过往高压浸渍桶中注水，实时监控，从而控制压力强度。
优选地，所述步骤B)中，打开真空泵使所述封装袋的真空度达到-0.095MPa。
优选地，所述步骤C)中，将所述封装袋放入到所述高压浸渍桶中，拧紧所述堵盖，通过所述控制仪器控制水的注入，控制所述高压浸渍桶中的压力，向石英复合陶瓷材料传递，进而使硅溶胶向产品内部渗透，达到一个增密的效果。
优选地，通过控制所述高压浸渍桶中的压力及持续时间，探索不同条件下石英复合陶瓷材料的增重率及致密度。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、通过提供高压环境，使硅溶胶不断向产品内部渗透，加速硅溶胶流动的同时，打开封闭的孔，使其充分填充，提高产品的致密度，同时缩短浸渍复合周期；
2、通过设计专用高压浸渍桶，防止***，更为安全；
3、通过设计专用截止阀，可采用机器注水加压，避免手动加压带来的安全隐患；
4、通过设计专用石英复合陶瓷材料封装袋，保证产品完全浸渍在硅溶胶中的同时，充分渗透，不漏胶，不破裂；
5、采用多种高压条件，充分印证高压条件下产品的增重率及致密度；
6、解决了石英复合陶瓷材料复合周期长，需要重复浸渍复合-烧结过程；
7、解决了硅溶胶渗透速度缓慢，无法填充孔隙的问题；
8、解决了石英复合陶瓷材料内部密度分布不均匀，产品重量偏轻，性能较差问题。
附图说明
图1为本发明中高压浸渍工装的结构示意图；
图2为本发明中高压浸渍工装使用时的结构示意图。
图中各部件标号如下：
石英复合陶瓷材料1、封装袋2、高压浸渍桶3、堵盖4、进水口5、截止阀6、控制仪器7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
一种高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，包括如下步骤：
A)高压浸渍工装设计：根据实际产品外观尺寸设计高压浸渍工装；
B)石英复合陶瓷材料封装复合：根据石英复合陶瓷材料1大小选择合适的封装袋2，将石英复合陶瓷材料1装入封装袋2后注入硅溶胶，密封完全后打开真空泵，连接真空管，抽取封装袋2内多余气体；
C)高压浸渍工艺复合：把装好石英复合陶瓷材料1的封装袋2，放入到高压浸渍工装中，通过控制高压浸渍工装中的压力，探索石英复合陶瓷材料1的增重率及致密度，制得致密化石英复合陶瓷材料。
其中，如图1所示，步骤A)中，高压浸渍工装包括高压浸渍桶3，高压浸渍桶3的顶部盖有密封的堵盖4，堵盖4上设有进水口5，进水口5通过水管连有截止阀6，截止阀6通过控制仪器7控制。
另外，本实施例中，截止阀6远离高压浸渍桶3，位于安全地带，保证安全。
本实施例的步骤B)中，打开真空泵使封装袋2的真空度达到-0.095MPa。
本实施例的步骤C)中，如图2所示，将封装袋放入到高压浸渍桶3中，拧紧堵盖4，通过控制仪器7控制水的注入，控制高压浸渍桶3中的压力，向石英复合陶瓷材料1传递，进而使硅溶胶向产品内部渗透，达到一个增密的效果。
通过控制高压浸渍桶3中的压力及持续时间，探索不同条件下石英复合陶瓷材料1的增重率及致密度。本实施例提供以下四种组合：1MPa，10h；3MPa，10h；6MPa，10h；9MPa，10h，能够得到不同增重率及致密度石英复合陶瓷材料1。
本发明高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，通过提供高压环境，使硅溶胶不断向产品内部渗透，加速硅溶胶流动的同时，打开封闭的孔，使其充分填充，提高产品的致密度，同时缩短浸渍复合周期；通过设计专用高压浸渍桶3，防止***，更为安全；通过设计专用截止阀6，可采用机器注水加压，避免手动加压带来的安全隐患；通过设计专用石英复合陶瓷材料封装袋2，保证产品完全浸渍在硅溶胶中的同时，充分渗透，不漏胶，不破裂；采用多种高压条件，充分印证高压条件下产品的增重率及致密度；解决了石英复合陶瓷材料复合周期长，需要重复浸渍复合-烧结过程；解决了硅溶胶渗透速度缓慢，无法填充孔隙的问题；解决了石英复合陶瓷材料内部密度分布不均匀，产品重量偏轻，性能较差问题。
Claims (6)
1.一种高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
A)高压浸渍工装设计：根据实际产品外观尺寸设计高压浸渍工装；
B)石英复合陶瓷材料封装复合：根据石英复合陶瓷材料(1)大小选择合适的封装袋(2)，将石英复合陶瓷材料(1)装入封装袋(2)后注入硅溶胶，密封完全后打开真空泵，连接真空管，抽取封装袋(2)内多余气体；
C)高压浸渍工艺复合：把装好石英复合陶瓷材料(1)的封装袋(2)，放入到高压浸渍工装中，通过控制高压浸渍工装中的压力，探索石英复合陶瓷材料(1)的增重率及致密度，制得致密化石英复合陶瓷材料。
2.如权利要求1所述高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，其特征在于：所述步骤A)中，所述高压浸渍工装包括高压浸渍桶(3)，所述高压浸渍桶(3)的顶部盖有密封的堵盖(4)，所述堵盖(4)上设有进水口(5)，所述进水口(5)通过水管连有截止阀(6)，所述截止阀(6)通过控制仪器(7)控制。
3.如权利要求2所述高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，其特征在于：所述截止阀(6)远离所述高压浸渍桶(3)，位于安全地带。
4.如权利要求1所述高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，其特征在于：所述步骤B)中，打开真空泵使所述封装袋(2)的真空度达到-0.095MPa。
5.如权利要求2所述高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，其特征在于：所述步骤C)中，将所述封装袋放入到所述高压浸渍桶(3)中，拧紧所述堵盖(4)，通过所述控制仪器(7)控制水的注入，控制所述高压浸渍桶(3)中的压力，向石英复合陶瓷材料(1)传递，进而使硅溶胶向产品内部渗透，达到一个增密的效果。
6.如权利要求5所述高压浸渍工艺制备致密化石英复合陶瓷材料的方法，其特征在于：通过控制所述高压浸渍桶(3)中的压力及持续时间，探索不同条件下石英复合陶瓷材料(1)的增重率及致密度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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