本發(fā)明涉及金屬管道或管件表面耐磨防腐保護(hù)技術(shù)，具體為一種具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件及其制備方法，利用具有雙陶瓷層、雙連續(xù)相的致密陶瓷層-泡沫陶瓷層/高分子復(fù)合材料對(duì)金屬管道或管件表面進(jìn)行耐磨耐蝕改性。

背景技術(shù)：

金屬管道或管件是現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)件，在使用過(guò)程中，管道或管件常常承受介質(zhì)顆粒的沖蝕磨損和腐蝕作用，如：在火力發(fā)電廠、礦山和石油化工企業(yè)的用于傳輸泥漿、粉塵物料、腐蝕性氣體、液體的金屬管道或管件以及閥門、泵體等附屬設(shè)備。磨損和腐蝕是降低材料壽命、增加生產(chǎn)成本的兩個(gè)重要因素，我國(guó)每年由于磨損和腐蝕造成的直接損失約占全國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的2％～4％左右。

例如，在火力發(fā)電廠中，為了降低二氧化硫的排放，需要對(duì)煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫處理。在脫硫處理過(guò)程中，用于傳輸石灰石料漿的管道或管件存在著嚴(yán)重磨損現(xiàn)象，直管使用壽命大約是一年左右，彎頭使用壽命僅僅兩個(gè)月。以一臺(tái)800mw的火力發(fā)電機(jī)組為例，一年需要更換的脫硫管道或管件為500m左右、數(shù)十個(gè)彎頭和三通，大約花費(fèi)100萬(wàn)元，如果考慮到人員費(fèi)用和更換過(guò)程對(duì)生產(chǎn)造成的影響，所需費(fèi)用會(huì)更高。因此，提高金屬材料的耐磨防腐性能是降低生產(chǎn)成本避免安全隱患的主要途徑。

目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的金屬耐磨管主要有：陶瓷內(nèi)襯管、橡膠內(nèi)襯管、高鉻鑄鋼管(鐵)管、鑄石鋼管等。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，工況條件較為惡劣，傳輸介質(zhì)往往同時(shí)存在固態(tài)顆粒、液體并呈現(xiàn)一定的酸性或堿性。因此，沖刷、磨損、腐蝕會(huì)同時(shí)作用于工件表面，使現(xiàn)有的耐磨管道或管件普遍存在磨損快、壽命短的問(wèn)題，縮短了更換周期，相應(yīng)地提高了企業(yè)運(yùn)行成本。

在此背景下，研發(fā)新的耐磨防腐技術(shù)，可促進(jìn)我國(guó)電力、礦山、石油、化工、 冶金、建筑等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中輸運(yùn)管道或管件系統(tǒng)可靠性低、使用壽命短等問(wèn)題，減少火力發(fā)電等企業(yè)的污染物排放。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件，該管道或管件由內(nèi)至外由主體材料為碳化硅的耐磨耐蝕襯層和金屬層構(gòu)成，碳化硅耐磨耐蝕襯層由面層和復(fù)合層組成，面層和復(fù)合層緊密結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)整體；面層為致密陶瓷層，復(fù)合層為泡沫陶瓷層，復(fù)合層直接生長(zhǎng)在致密陶瓷層的背面，復(fù)合層與金屬管道或管件接觸，形成耐磨耐蝕管道或管件。

所述的具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件，耐磨耐蝕襯層提供抗流體磨蝕功能，金屬層提供支撐作用，金屬層防止意外沖擊對(duì)管道或管件帶來(lái)?yè)p害；金屬層包括連接法蘭，耐磨耐蝕管道或管件通過(guò)金屬層連接。

所述的具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件，0.5mm≤致密碳化硅陶瓷層厚度≤20mm，0mm<泡沫陶瓷層厚度≤20mm，0.5mm≤金屬層的厚度≤10mm；致密陶瓷層直接與管道或管件輸運(yùn)的流體、腐蝕或磨蝕介質(zhì)接觸，致密陶瓷層的孔隙率在8％以下；泡沫陶瓷層的孔隙率在30％～90％之間，0.1mm≤泡沫陶瓷層的孔徑大小≤7mm。

所述的具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件，耐磨耐蝕管道或管件包括等徑、變徑的大小頭、三通或彎頭輸運(yùn)管件。

所述的具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件，耐磨耐蝕襯層是整體的或者分體組合的；在分體組合時(shí)，各單元件間過(guò)度平滑、無(wú)明顯間隙或臺(tái)階；在以整體或分體組合方式使用時(shí)，耐磨耐蝕襯層與金屬構(gòu)件之間有不超過(guò)5mm的間隙。

所述的具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件的制備方法，首先，將致密-泡沫一體化陶瓷襯層制備成所需要的形狀和尺寸；然后，對(duì)需要防護(hù)的表面進(jìn)行毛化處理或溝槽化加工，提高高分子粘結(jié)劑與金屬的結(jié)合力；再后，將陶瓷襯層通過(guò)機(jī)械配合、連接、焊接、粘接或鑲嵌的方式固定到金屬件表面；接著，利用常壓灌注、離心灌注、真空吸注或注射成型方法將液體高分子粘結(jié)劑注入到泡 沫陶瓷網(wǎng)孔內(nèi)，經(jīng)固化、硫化或凝固后，獲得致密陶瓷層-泡沫陶瓷層/高分子雙連續(xù)相復(fù)合材料耐磨耐蝕保護(hù)層，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)層與金屬被防護(hù)件的牢固結(jié)合。

所述的具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件的制備方法，制備步驟如下：

(1)將有機(jī)樹脂與陶瓷微粒、固化劑、溶劑均勻混合；

(2)將(1)所得混合料配制成具有粘度和流動(dòng)性的料漿；

(3)設(shè)計(jì)、加工所需形狀的模具，在模具底部鋪設(shè)0.1mm厚的塑料薄膜，把(2)所述的料漿采用流延法均勻鋪設(shè)在塑料薄膜上，并充滿模具，震動(dòng)排氣，得到具有設(shè)計(jì)厚度和形狀的漿態(tài)膜層；

(4)在(1)所得混合料中加入溶劑，得到液態(tài)料漿，將泡沫塑料在液態(tài)料漿中重復(fù)浸泡、烘干過(guò)程，得到所需體積分?jǐn)?shù)的泡沫陶瓷層坯體；

(5)將(4)所得泡沫陶瓷坯體裁剪為與模具適配的形狀，然后將其平鋪在(3)所得漿態(tài)膜層上，膜層表面具有粘性和流動(dòng)性，將膜層與泡沫陶瓷粘接在一起；

(6)將膜層與泡沫陶瓷坯體粘接后的復(fù)合體放入定型模具，加熱固化定型；

(7)對(duì)定型后樣品進(jìn)行機(jī)械加工至規(guī)定尺寸，然后粘接為整體樣品的形狀；如果采用分體式結(jié)構(gòu)，不用粘接；

(8)進(jìn)行熱解、燒結(jié)步驟，得到成品耐磨耐蝕襯層；

(9)將金屬管道或管件表面毛化處理或進(jìn)行溝槽化加工，將耐磨耐蝕襯層用高分子粘結(jié)劑粘接在金屬管道或管件表面，得到完整的耐磨耐蝕管道或管件制品。

所述的具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件的制備方法，具體步驟如下：

(1)按樹脂∶陶瓷微?！霉袒瘎?00∶(10～450)∶(1～30)的質(zhì)量比例混合上述原料，球磨0.5～2.5小時(shí)后得到料粉，料粉中各物料混合均勻；

(2)取步驟(1)所得料粉，按料粉∶溶劑＝100∶(150～550)的質(zhì)量比例配制液態(tài)料漿，再將泡沫塑料在料漿中充分浸泡后擠去多余料漿，之后在50℃～150℃之間風(fēng)干；風(fēng)干后樣品再次浸入料漿，吹去孔間多余料漿，再50℃～150℃風(fēng)干；如此重復(fù)上述步驟3～10遍，得到所需要的泡沫陶瓷層前驅(qū)體；

(3)取步驟(1)所得料粉，按料粉∶溶劑＝100∶(20～50)的質(zhì)量比例配制，混勻后得到漿態(tài)料漿，事先在流延模具底部鋪設(shè)0.1mm厚的聚乙烯塑料薄膜， 將漿態(tài)料漿填充在模具中流延成型，震動(dòng)排氣，震動(dòng)頻率為15～10hz，排氣時(shí)間10min，得到所需要的漿態(tài)膜層；

(4)將步驟(2)得到的泡沫陶瓷層前驅(qū)體裁剪為與(3)所得漿態(tài)膜層同樣形狀，鋪設(shè)在漿態(tài)膜層上，兩者通過(guò)漿態(tài)膜層的粘接性實(shí)行自粘接，得到泡沫陶瓷坯體與膜層的復(fù)合體；

(5)將(4)所得復(fù)合體及聚乙烯薄膜一起從模具中取出，放入管道或管件模具中加熱脫水、固化定型；在此步驟中，泡沫陶瓷層在外側(cè)，致密陶瓷層在里側(cè)，操作溫度為80℃～400℃之間，脫模后得到固化定型樣品；

(6)固化定型后的樣品經(jīng)機(jī)加工手段得到合適的形狀，將對(duì)應(yīng)的樣件粘接為一個(gè)整體；

(7)粘接后的整體樣品經(jīng)熱解、燒結(jié)的步驟得到雙陶瓷層耐磨耐蝕襯層成品；

(8)將耐磨耐蝕襯層成品與金屬件用粘接劑復(fù)合在一起，得到成品耐磨防腐耐蝕管道或管件。

所述的具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的管道或管件的制備方法，陶瓷微粒為碳化硅、氧化鋁、氧化硅、氮化硅、氮化硼或玻璃中的一種或兩種以上的混合物，陶瓷微粒的平均直徑在20nm～2mm之間；樹脂為酚醛樹脂、改性的酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂，樹脂形態(tài)為固體粉末或液體；溶劑為有機(jī)溶劑：酒精、丙酮或?qū)妆?，或者溶劑為無(wú)機(jī)溶劑：水。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

1、提高工件的耐磨性能

陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高模量、高硬度、抗氧化、耐磨耐蝕等性能，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

2、提高工件的耐腐蝕能力，消除因腐蝕導(dǎo)致工件失效所產(chǎn)生的安全隱患，延長(zhǎng)工件的使用壽命、降低生產(chǎn)成本。

在本發(fā)明中，由致密碳化硅陶瓷材料構(gòu)成的管道或管件內(nèi)壁將具有磨蝕性的流體與金屬構(gòu)件完全隔絕，能長(zhǎng)期避免流體對(duì)金屬件的腐蝕，延長(zhǎng)工件的使用周期，進(jìn)而減少了企業(yè)的維護(hù)和更換費(fèi)用。

3、采用了一體成型、整體粘接復(fù)合技術(shù)，不存在剝落現(xiàn)象

本發(fā)明中的陶瓷襯層可以制備成與工件相匹配的尺寸和形狀，采用直接粘接、鑲嵌、卡裝的方式固定在工件的表面，避免了普通陶瓷拼接襯層由于局部區(qū)域樹脂粘接強(qiáng)度低而產(chǎn)生的小塊剝落，進(jìn)而引起大面積剝落導(dǎo)致的耐磨耐蝕襯層失效的現(xiàn)象。

總之，本發(fā)明提出了一種具有碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層的耐磨耐蝕管道或管件的制備方法。在該方法中，陶瓷襯層包含致密碳化硅陶瓷層和泡沫陶瓷層，泡沫陶瓷層生長(zhǎng)在致密碳化硅陶瓷層上，兩者是一個(gè)整體，不存在結(jié)合縫隙。其中，致密碳化硅陶瓷層與被輸運(yùn)的流體直接接觸，提供耐磨耐蝕性能。泡沫陶瓷層與有機(jī)樹脂粘接劑復(fù)合，并通過(guò)粘接劑與金屬構(gòu)件粘接在一起，主要起到固定陶瓷層的作用，并且在致密碳化硅陶瓷層失效的情況下，提供部分耐磨耐蝕性能。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，將流體與金屬構(gòu)件分離開來(lái)，消除安全隱患，延長(zhǎng)工件使用壽命。工作于磨損、腐蝕以及兩者并存的環(huán)境中的金屬構(gòu)件均可采用本發(fā)明提供的保護(hù)方法，以獲得提高設(shè)備和工件的使用壽命，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本的使用效果。

附圖說(shuō)明

圖1為碳化硅質(zhì)陶瓷耐磨、蝕襯層管道管件的制備工藝流程圖。

圖2為復(fù)合后耐磨耐蝕管道或管件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1致密碳化硅陶瓷層；2泡沫陶瓷層；3金屬層。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明雙陶瓷襯層耐磨耐蝕管道的制備工藝流程包括：制備混合料粉→配制料漿→流延成型、制備泡沫(泡沫陶瓷層)前驅(qū)體→貼合→模具中熱固化定型→機(jī)加工、粘接成型→熱解、燒結(jié)→復(fù)合得成品，具體如下：

(1)按樹脂∶陶瓷微粒∶固化劑＝100∶(20～450)∶(2～30)的質(zhì)量比例混合上述原料，球磨0.5～1.5小時(shí)后得到料粉，料粉中各物料混合均勻，沒有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象；其中，樹脂∶陶瓷微?！霉袒瘎┑膬?yōu)選質(zhì)量比為100∶(30～400)∶(3～20)；

(2)取步驟(1)所得料粉，按料粉∶溶劑＝100∶(100～450)的質(zhì)量比例配制液態(tài)料漿，再將合適大小的泡沫塑料在料漿中充分浸泡后擠去多余料漿，之后在50℃～150℃之間風(fēng)干。風(fēng)干后樣品再次浸入料漿，吹去孔間多余料漿，再50℃～150℃風(fēng)干。如此重復(fù)上述步驟3～10遍，得到所需要的泡沫陶瓷層前驅(qū)體；

(3)取步驟(1)所得料粉，按料粉∶溶劑＝100∶(50～100)的質(zhì)量比例配制，混勻后得到有一定粘度的濃料漿。在模具底部鋪設(shè)0.1mm厚聚乙烯薄膜，以避免粘模，之后使用流延法將濃料漿平鋪在聚乙烯薄膜上，控制流延的速度和方向，使料漿充滿模具，得到漿料膜層，膜層厚度由模具的厚度確定；

(4)將步驟(2)得到的泡沫陶瓷層前驅(qū)體裁剪為與(3)所得膜層尺寸相等的樣片，鋪在(3)所得膜層上，膜層和泡沫層前驅(qū)體靠膜層自身的粘性粘接在一起。之后將兩者的復(fù)合體放入管道或管件模具中加熱排水、固化定型。在此步驟中，泡沫陶瓷層在外側(cè)，致密陶瓷層在里側(cè)，操作溫度為80℃～400℃之間；

(5)固化定型后的樣品經(jīng)切割、修型等機(jī)加工手段得到合適的形狀，將對(duì)應(yīng)的樣件粘接為一個(gè)整體；

(6)粘接后的整體樣品經(jīng)800℃惰性氣體保護(hù)下熱解后，得到碳質(zhì)預(yù)制體。之后再以質(zhì)量比金屬硅∶碳質(zhì)預(yù)制體＝1∶2的比例將金屬硅與碳質(zhì)預(yù)制體混合擺放，于真空氣氛下進(jìn)行反應(yīng)滲硅燒結(jié)，燒結(jié)溫度1600℃，得到碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層成品；

(7)將耐磨耐蝕襯層成品與金屬件用粘接劑復(fù)合在一起，復(fù)合方法見中國(guó)發(fā)明專利《一種金屬構(gòu)件表面耐磨防腐改性的方法，申請(qǐng)?zhí)?01110287042.4》，得到成品耐磨防腐耐蝕管道或管件。

如圖2所示，本發(fā)明復(fù)合后耐磨耐蝕管道或管件，由內(nèi)至外為耐磨耐蝕襯層和金屬層3構(gòu)成，耐磨耐蝕襯層提供抗流體磨蝕功能，金屬層3提供支撐作用，金屬層防止意外沖擊對(duì)管道或管件帶來(lái)?yè)p害；金屬層3包括連接法蘭，耐磨耐蝕管道或管件通過(guò)金屬層3連接。耐磨耐蝕襯層又由面層和復(fù)合層組成，面層和復(fù)合層緊密結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)整體。面層為致密碳化硅陶瓷層1(致密陶瓷層)，厚度在0.5mm～20mm之間，該面層直接與管道或管件輸運(yùn)的流體、腐蝕、磨蝕介質(zhì)接觸，提供比金屬管道或管件更好的耐磨、耐蝕性能。復(fù)合層為泡沫陶瓷層2，直接生長(zhǎng)在致密碳化硅陶瓷層1的背面，與金屬管道或管件接觸，復(fù)合層中填充粘接劑，通過(guò)該粘接劑將耐磨耐蝕襯層與金屬管道或管件粘接在一起。其中，粘接劑可以為環(huán)氧類樹脂或酚醛類樹脂等有機(jī)粘接劑，粘接劑也可以為粘土、氧化鋁膠或氧化硅膠等無(wú)機(jī)粘接劑。復(fù)合層的泡沫陶瓷結(jié)構(gòu)有助于提供更穩(wěn)定、更牢固的粘接效果，其厚度在大于0至20mm之間。最外面的金屬層主要提供支撐作用，材料為鑄鐵、不銹鋼等，金屬層的厚度根據(jù)不同的使用場(chǎng)合在0.5mm～ 10mm之間。

下面，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)闡述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中，具有雙陶瓷襯層的耐磨耐蝕管道或管件的制備方法，包括如下步驟：

(1)按質(zhì)量比計(jì)，酚醛樹脂∶碳化硅微粒(平均直徑10μm)∶六次甲基四胺＝100∶140∶5的比例混合上述原料，球磨1小時(shí)后得到料粉，料粉中各物料混合均勻，沒有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象；

(2)將(1)所得料粉以質(zhì)量比料粉∶酒精＝100∶200的比例配制液態(tài)稀料漿，再將厚度為5mm的泡沫塑料在料漿中充分浸泡后擠去多余料漿，之后在120℃風(fēng)干。風(fēng)干后樣品再次浸入料漿，吹去孔間多余料漿，再120℃高溫風(fēng)干。如此重復(fù)上述步驟5遍，得到所需要的泡沫陶瓷層前驅(qū)體；

(3)將(1)所得料粉以質(zhì)量比(料粉∶酒精＝100∶50)配制，得到漿態(tài)濃料漿。在模具底部鋪設(shè)0.1mm厚的聚乙烯塑料薄膜，采用流延法使?jié)饬蠞{在薄膜上流延成型，得到料漿膜層，膜層厚度由模具的設(shè)計(jì)厚度控制，在本實(shí)施例中所得到的膜層厚度為6mm；

(4)將(2)得到的泡沫陶瓷層前驅(qū)體裁剪為與(3)所得膜層等大的樣片，將樣片平鋪在膜層上，靠膜層自身的粘度兩者粘合在一起形成復(fù)合體。將此復(fù)合體放入管道或管件模具中加熱排水、固化定型。在此步驟中，泡沫陶瓷層在外側(cè)，致密陶瓷層在里側(cè)，排水、固化程序?yàn)?00℃、30min，200℃、120min；

(5)固化定型后的樣品經(jīng)切割、修型等機(jī)加工手段得到合適的形狀，將對(duì)應(yīng)的樣件粘接為一個(gè)整體，形狀為90°彎頭，外徑100mm，內(nèi)徑90mm；

(6)粘接后的整體樣品經(jīng)800℃惰性氣體保護(hù)下熱解后，得到碳質(zhì)預(yù)制體。之后再以質(zhì)量比(金屬硅∶碳質(zhì)預(yù)制體＝1∶2)將金屬硅與碳質(zhì)預(yù)制體混合擺放，于真空氣氛下進(jìn)行反應(yīng)滲硅燒結(jié)，燒結(jié)溫度1600℃，得到碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層成品；

(7)將耐磨耐蝕襯層成品與金屬件用粘接劑復(fù)合在一起，復(fù)合方法見專利《一種金屬構(gòu)件表面耐磨防腐改性的方法》(申請(qǐng)?zhí)?01110287042.4)，得到成品耐磨防腐耐蝕管道或管件。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中，具有雙陶瓷襯層的耐磨耐蝕管道或管件的制備方法，包括如下步驟：

(1)按質(zhì)量比計(jì)，環(huán)氧樹脂∶碳化硅微?！脵幟仕幔?00∶50∶5的比例混合上述原料，球磨2小時(shí)后得到料漿；所述碳化硅微粒粒度為2微米；

(2)將(1)所得料粉以質(zhì)量比(料粉∶酒精＝100∶250)配制液態(tài)稀料漿，再將厚度為5mm的泡沫塑料在料漿中充分浸泡后擠去多余料漿，之后在120℃風(fēng)干。風(fēng)干后樣品再次浸入料漿，吹去孔間多余料漿，再120℃高溫風(fēng)干。如此重復(fù)上述步驟5遍，得到所需要的泡沫陶瓷層前驅(qū)體；

(3)將(1)所得料粉以質(zhì)量比(料粉∶酒精＝100∶40)配制，得到漿態(tài)濃料漿。在模具底部鋪設(shè)0.1mm厚的聚乙烯塑料薄膜，采用流延法使?jié)饬蠞{在薄膜上流延成型，得到料漿膜層，膜層厚度由模具的設(shè)計(jì)厚度控制，在本實(shí)施例中所得到的膜層厚度為6mm；

(4)將(2)得到的泡沫陶瓷層前驅(qū)體裁剪為與(3)所得膜層等大的樣片，將樣片平鋪在膜層上，靠膜層自身的粘度兩者粘合在一起形成復(fù)合體。將此復(fù)合體放入管道或管件模具中加熱排水、固化定型。在此步驟中，泡沫陶瓷層在外側(cè)，致密陶瓷層在里側(cè)，排水、固化程序?yàn)?00℃、30min，200℃、120min；

(5)固化定型后的樣品經(jīng)切割、修型等機(jī)加工手段得到合適的形狀，將對(duì)應(yīng)的樣件粘接為一個(gè)整體，形狀為90°彎頭，外徑100mm，內(nèi)徑90mm；

(6)粘接后的整體樣品經(jīng)800℃惰性氣體保護(hù)下熱解后，得到碳質(zhì)預(yù)制體。之后再以質(zhì)量比(金屬硅∶碳質(zhì)預(yù)制體＝1∶2)將金屬硅與碳質(zhì)預(yù)制體混合擺放，于真空氣氛下進(jìn)行反應(yīng)滲硅燒結(jié)，燒結(jié)溫度1600℃，得到碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層成品；

(7)將耐磨耐蝕襯層成品與金屬件用粘接劑復(fù)合在一起，復(fù)合方法見專利《一種金屬構(gòu)件表面耐磨防腐改性的方法》(申請(qǐng)?zhí)?01110287042.4)，得到成品耐磨防腐耐蝕彎頭。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間 具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例3

本實(shí)施例中，具有雙陶瓷襯層的耐磨耐蝕管道或管件的制備方法，包括如下步驟：

(1)按質(zhì)量比計(jì)，酚醛樹脂∶碳化硅微粒∶對(duì)甲苯磺酸＝100∶50∶5的比例混合上述原料，球磨2小時(shí)后得到料漿；所述碳化硅微粒粒度為2微米。

(2)將(1)所得料粉以質(zhì)量比(料粉∶酒精＝100∶300)配制液態(tài)稀料漿，再將厚度為5mm的泡沫塑料在料漿中充分浸泡后擠去多余料漿，之后在120℃風(fēng)干。風(fēng)干后樣品再次浸入料漿，吹去孔間多余料漿，再120℃高溫風(fēng)干。如此重復(fù)上述步驟5遍，得到所需要的泡沫陶瓷層前驅(qū)體；

(3)將(1)所得料粉以質(zhì)量比(料粉∶酒精＝100∶35)配制，得到漿態(tài)濃料漿。在模具底部鋪設(shè)0.1mm厚的聚乙烯塑料薄膜，采用流延法使?jié)饬蠞{在薄膜上流延成型，得到料漿膜層，膜層厚度由模具的設(shè)計(jì)厚度控制，在本實(shí)施例中所得到的膜層厚度為6mm；

(4)將(2)得到的泡沫陶瓷層前驅(qū)體裁剪為與(3)所得膜層等大的樣片，將樣片平鋪在膜層上，靠膜層自身的粘度兩者粘合在一起形成復(fù)合體。將此復(fù)合體放入管道或管件模具中加熱排水、固化定型。在此步驟中，泡沫陶瓷層在外側(cè)，致密陶瓷層在里側(cè)，排水、固化程序?yàn)?00℃、30min，200℃、120min；

(5)固化定型后的樣品經(jīng)切割、修型等機(jī)加工手段得到合適的形狀，將對(duì)應(yīng)的樣件粘接為一個(gè)整體，形狀為90°彎頭，外徑100mm，內(nèi)徑90mm；

(6)粘接后的整體樣品經(jīng)800℃惰性氣體保護(hù)下熱解后，得到碳質(zhì)預(yù)制體。之后再以質(zhì)量比(金屬硅∶碳質(zhì)預(yù)制體＝1∶2)將金屬硅與碳質(zhì)預(yù)制體混合擺放，于真空氣氛下進(jìn)行反應(yīng)滲硅燒結(jié)，燒結(jié)溫度1600℃，得到碳化硅陶瓷耐磨、蝕襯層成品；

(7)將耐磨耐蝕襯層成品與金屬件用粘接劑復(fù)合在一起，復(fù)合方法見專利《一種金屬構(gòu)件表面耐磨防腐改性的方法》(申請(qǐng)?zhí)?01110287042.4)，得到成品耐磨防腐耐蝕彎頭。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例4

與實(shí)施例3不同之處在于，本實(shí)施例采用水為溶劑，其余步驟同實(shí)施例3。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例5

與實(shí)施例3不同之處在于，本實(shí)施例料粉質(zhì)量配比為，氨酚醛樹脂∶碳化硅微?！昧渭谆陌罚?00∶50∶5，球磨2小時(shí)后得到料漿，碳化硅微粒粒度為2微米。其余步驟與實(shí)施例3相同。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例6

與實(shí)施例3不同之處在于，本實(shí)施例料粉質(zhì)量配比為，氨酚醛樹脂∶氧化硅微?！昧渭谆陌罚?00∶50∶5，球磨2小時(shí)后得到料漿，氧化硅微粒粒度為2微米。其余步驟與實(shí)施例3相同。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例7

與實(shí)施例6不同之處在于，本實(shí)施例所用陶瓷微粒為氮化硅微粒，氮化硅微粒粒度為5微米，其余步驟與實(shí)施例6相同。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例8

與實(shí)施例1不同之處在于，本實(shí)施例料粉質(zhì)量配比為，糠酮樹脂∶碳化硅微粒(平均直徑10μm)∶對(duì)甲苯磺酸＝100∶240∶5，其余步驟同實(shí)施例1。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷， 則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例9

與實(shí)施例2不同之處在于，本實(shí)施例料粉質(zhì)量配比為，環(huán)氧樹脂∶氧化鋁微粒(平均直徑20μm)∶檸檬酸＝100∶200∶5，其余步驟同實(shí)施例2。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例10

與實(shí)施例3不同之處在于，本實(shí)施例料粉質(zhì)量配比為，酚醛樹脂∶碳化硅微?！脤?duì)甲苯磺酸＝100∶200∶5，碳化硅微粒粒度為1～10微米，其余步驟同實(shí)施例3。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例11

與實(shí)施例4不同之處在于，本實(shí)施例料粉質(zhì)量配比為，酚醛樹脂∶碳化硅微?！脤?duì)甲苯磺酸＝100∶200∶5，碳化硅微粒粒度為1～10微米，其余步驟同實(shí)施例4。從而，將陶瓷材料制備成具有泡沫+致密陶瓷層的雙陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體陶瓷，則既能有效發(fā)揮陶瓷材料的耐磨優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，使制備出的陶瓷襯層不但具有良好的耐磨性能，而且與金屬構(gòu)件間具有良好的粘接復(fù)合性能。

實(shí)施例結(jié)果表明，本發(fā)明所制備的陶瓷襯層耐磨耐蝕管道或管件，其耐磨壽命可達(dá)到襯膠耐磨層的5～10倍，并且對(duì)于酸堿腐蝕、高溫沖擊均有優(yōu)良的耐受性，能有效延長(zhǎng)管道或管件設(shè)備的更換周期，從而降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，減少顆粒污染物的排放。