具，在車床上切削加工不銹鋼纖維。切削獲得的不銹鋼纖維SEM圖如圖1所示，所加工的不銹鋼纖維直徑為100 μπι?150 μ m，邊緣具有鋸齒狀結(jié)構(gòu)，表面具有豐富的微尺度表面結(jié)構(gòu)。
[0032]第二步:不銹鋼纖維的短切和稱取。
[0033]采用剪切設(shè)備將不銹鋼長纖維短切成1cm?15cm的短纖維，根據(jù)所需制備纖維氈的孔隙率及外形尺寸要求，用電子天平稱取定量的不銹鋼短纖維。所需纖維的質(zhì)量可以由公式M= 0￥?%進行計算，其中P為不銹鋼的密度，V為型腔的體積，為不銹鋼纖維氈的孔隙率。
[0034]第三步:不銹鋼纖維的模壓和型芯的填充
[0035]模具主要由底板2、型腔板3和壓板4組成。把稱取的定量不銹鋼短纖維逐層均勻填充到型腔板3的模腔3-1中，與此同時把相應的型芯填充到不銹鋼纖維當中。模腔3-1中具有固定型芯的溝槽或圓孔，能夠保證微通道的分布。在壓板4上施加一定的壓力，壓板4的對應于模腔3-1的位置具有一凸臺4-1，凸臺4-1與模腔3-1相配合(它們之間為間隙配合)。底板2、型腔板3和壓板4上均對稱有供螺栓I穿過的通孔。通過扳手對螺栓I和螺母5施加力，壓緊壓板4和底板2，螺母5擰的越緊，底板2和壓板4之間的擠壓力就越大。根據(jù)對稱鎖模的原則，最終將模具鎖緊，直至將不銹鋼纖維壓實。壓實后再松開螺母5，并在底板2和壓板4的向?qū)γ嫔蠂娡康鹈撃?，然后再將模具鎖緊。噴涂氮化硼脫模劑的目的在于便于方便脫模。
[0036]第四步:高溫固相燒結(jié)
[0037]將鎖緊的模具放入大型真空燒結(jié)爐中在IlOOcC?1300°C的溫度下燒結(jié)60min?120min，不銹鋼纖維氈的燒結(jié)溫度為1100°C?1300°C，燒結(jié)過程采用分段升溫的加熱方式，當爐內(nèi)溫度低于800°C時，升溫速率為5°C /min,當爐內(nèi)溫度達到800°C時，升溫速率為3°C /min。
[0038]第五步:脫模與清洗
[0039]從燒結(jié)爐內(nèi)取出模具，松開鎖緊的螺母，從模腔3-1內(nèi)取出燒結(jié)好的不銹鋼纖維氈，將型芯從不銹鋼纖維燒結(jié)氈中取出。并將其放入到無水乙醇中用超聲波進行清洗，再用吹風機吹干即可獲得不銹鋼纖維燒結(jié)的蜂窩載體。如圖3 SEM圖所示。如圖4所示為微通道的外形SEM圖。
[0040]采用此方法制備的不銹鋼纖維氈不僅實現(xiàn)了不銹鋼纖維之間的冶金結(jié)合，保留了不銹鋼纖維表面粗糙異型結(jié)構(gòu)，有利于催化劑的附著，孔隙率高，比表面積大，能夠為催化燃燒提高反應中心，還具有相互連通的微通道結(jié)構(gòu)，在進一步增加表面積的同時還能夠保證載體材料的通透性，有利于降低有機廢氣的壓降。有機廢氣在通過載體材料的時候容易形成素流，可以有效地提尚徑向的傳質(zhì)效率，進而提尚對有機廢氣的催化效率。此外，縱向交聯(lián)的微通道還有利于氣體之間的熱交換，特別是徑向的熱交換，可有效防止催化劑高溫失效。
[0041 ] 如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
[0042] 本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于不銹鋼纖維燒結(jié)的蜂窩載體制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)對不銹鋼棒表面進行油污清洗，并采用機械切削法去除不銹鋼棒表面粗糙材料； (2)使用多齒車刀，車削出連續(xù)的不銹鋼長纖維； (3)利用剪切設(shè)備將不銹鋼長纖維短切成短纖維，根據(jù)所需制備的不銹鋼纖維氈的孔隙率及外形尺寸要求，稱取不銹鋼短纖維； (4)將稱取的不銹鋼短纖維逐層壓入到模具的型腔板(3)的模腔(3-1)中，并同時填入型芯后，壓模，即通過鎖緊底板(2)和壓板(4)，對置于型模腔(3-1)中的不銹鋼短纖維和型芯進行擠壓； (5)將模具放入真空燒結(jié)爐中進行固相燒結(jié)，燒結(jié)完成后隨爐冷卻至室溫； (6)將模具從真空燒結(jié)爐中取出并松開模具，取出不銹鋼纖維燒結(jié)氈，從不銹鋼纖維燒結(jié)氈中取出型芯后，并將不銹鋼纖維燒結(jié)氈表面清洗干凈，得到不銹鋼纖維燒結(jié)的蜂窩載體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)在壓模的過程中填充的型芯材料為鉬絲，熔點為2600°C，與不銹鋼纖維不相互燒結(jié)，通過改變鉬絲的直徑獲得不同孔徑的微通道。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(5)固相燒結(jié)溫度為1100°C?1300°C，燒結(jié)過程采用分段升溫的加熱方式，當燒結(jié)爐內(nèi)溫度低于800°C時，升溫速率為5°C /min,當爐內(nèi)溫度達到800°C時，升溫速率為3°C /min，燒結(jié)時間為60min?120mino4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)對置于型腔板⑶的模腔(3-1)中不銹鋼短纖維和型芯進行加壓后，松開底板(2)和壓板⑷并在底板(2)與壓板(4)的向?qū)γ嫔蠂娡康鹈撃?，然后再鎖緊鎖緊底板(2)和壓板(4)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蜂窩載體制備方法，其特征在于:所述步驟(3)短纖維的剪切長度為10mm?15mm。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(6)不銹鋼纖維燒結(jié)氈表面清洗，是指將其放入到無水乙醇中使用超聲波進行清洗。7.由權(quán)利要求1?6中任意一項所述制備方法所得到的一種基于不銹鋼纖維燒結(jié)的蜂窩載體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于不銹鋼纖維燒結(jié)的蜂窩載體及其制備方法：采用切削法去除不銹鋼棒表面粗糙材料；使用多齒車刀，車削出連續(xù)的不銹鋼長纖維；將不銹鋼長纖維短切成短纖維，稱取不銹鋼短纖維；將不銹鋼短纖維逐層壓入到模腔中，并同時填入型芯后，壓模；將模具放入真空燒結(jié)爐中進行固相燒結(jié)，燒結(jié)完成后隨爐冷卻至室溫；取出不銹鋼纖維燒結(jié)氈、清洗，得到不銹鋼纖維燒結(jié)的蜂窩載體，其具有三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)和相互連通的微通道結(jié)構(gòu)，具有比表面積高，孔隙率可控，熱穩(wěn)定性好及制備成本低廉等優(yōu)點。
【IPC分類】B01J35/04, B01J32/00
【公開號】CN105013542
【申請?zhí)枴緾N201510331246
【發(fā)明人】萬珍平, 鄒水平
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月15日