一种超高温氧化环境下的电致热陶瓷发热体的制备方法

摘要

本发明提供了一种耐2000度氧化环境的超高温电致热陶瓷发热体制造工艺方法，该方法利用冷等静压成型-无压烧结技术制备梯度结构的ZrB2基复合材料发热体。首先，将陶瓷发热体的加热端、过渡段和冷端按照不同体积比的ZrB2、SiC和石墨等粉体配制成浆料；接着，对浆料进行球磨、干燥；其次，在模具内对各梯度层的复合粉体进行逐步铺层；再次，进行冷等静压一次成型和坯体脱模；最后，在同一温度下对梯度结构的坯体材料进行烧结即可。本方法制造的电致热发热体具不仅可实现有耐2000度超高温、抗氧化、抗腐蚀、抗热震、使用寿命长、结构简单、升温速度快等特点。

主权项

一种超高温氧化环境下的电致热陶瓷发热体的制备方法，其特征是，所述发热体为硼化锆基复合材料的梯度结构发热体，其制备方法包括如下步骤：1)取用不同晶粒的硼化锆、碳化硅和石墨为配料，针对梯度复合材料的各段结构，分别取不同配方量，其中，冷端材料为：硼化锆、碳化硅、石墨；过渡段材料为：硼化锆、碳化硅、石墨；热端材料为：硼化锆、碳化硅；以酒精为溶剂；放入装有碳化硅陶瓷球的球磨罐；2)将球磨罐放在行星球磨机中进行球磨，球磨机的运行速度为150‑250转/分钟，球磨时间为8‑24小时；3)将混合料在旋转蒸发器中烘干，其中，水浴温度为60‑85度，旋转瓶转速为15‑60转/分，烘干时间为1‑5小时；烘干后的混合粉过30‑100目筛；4)将过筛后不同梯度层的混合粉依次装入成型模具，每装入一层用压杆预压后再装入下一层，然后进行冷等静压成型，成型压力150‑300MPa，保压时间1‑20分钟，坯体的干燥温度为50‑90度，干燥时间为2‑6小时；5)在惰性气氛中进行无压烧结，烧结温度为1900‑2100度，保温时间为0.5‑3小时，升温速度和降温速度为10‑25度/分钟；6)冷却至60度以下后打开炉门，取出试样；7)冷却后用砂纸打磨成为产品。