碳化硅陶瓷具有高強度、高導熱、耐磨損以及全面的耐酸堿腐蝕性能，是公認的化工防腐領域“夢想型”換熱材料。相比傳統的石墨、氟塑料、貴金屬、搪玻璃等換熱材料，其換熱效率和使用壽命等具有明顯的競爭優勢，特別是在一些復合強酸環境下，其超強的抗腐蝕能力更是具有不可替代性，在精細化工、制藥、鋼鐵、輕工等領域具有廣泛的應用前景，對于促進相關領域的裝備和工藝提升發揮著越來越重要的作用。

然而，碳化硅陶瓷要應用于換熱領域，其大尺寸和復雜形狀部件的制備尤為關鍵。例如對于管殼式換熱器來說，把碳化硅原材料制成熱交換器中的圓形細管，聽上去似乎并不復雜，但圓管每“長高”、“長薄”一些，其制作難度就成幾何級數增加。換熱管的壁厚通常要小于2.0mm，長度要大于1500mm，才能表現出良好的換熱能力。通常制備該種規格的管材，要采用擠出成型工藝。由于碳化硅原料粉體的特殊性，其挑戰在于如何制備塑性高分散的泥料體系，同時如何在保障素胚強度的基礎上，提高擠出管材素胚的顯微結構均勻性和執行性，并盡可能降低素胚的缺陷。同樣，在高溫燒結中，長管、薄壁碳化硅管材的高密度和無變形燒結也至關重要。

碳化硅熱交換管

對于板式和塊孔換熱器來說，換熱板的最小槽寬通常要小于2.0mm，特別是其復雜換熱通道的精細加工至關重要，要求板材素胚具有非常可靠的強度，在精細加工中不產生較大應力，保障高溫燒結的應力變形。塊孔中，垂直和側面孔的最小間距通常也小于2.0mm，孔深通常要大于300mm，對于該類部件的精密加工來說，也面臨非常大的挑戰。

碳化硅熱交換板及碳化硅熱交換塊孔

如果你想進一步探索“夢想型”換熱材料碳化硅陶瓷的更多內容，那您一定不能錯過將于9月15-17日在河南開封舉辦的“2018年全國碳化物粉體與陶瓷制備技術交流會”，屆時，我們將邀請中科院上海硅酸鹽研究所閆永杰副研究員為大家分享題為“大尺寸、復雜形狀碳化硅陶瓷產業化及其化工換熱應用”的報告。中科院上海硅酸鹽研究所閆永杰副研究員在2008年國家863的支持下，開展了一系列大尺寸、復雜形狀換熱部件的技術開發，在國際上第二家掌握了長管、薄壁碳化硅管材的制造技術，并在2013年相關技術在上海中科易成新材料技術有限公司順利實現產業化，上海中科易成新材料技術有限公司成為國際上第二家商業化碳化硅換熱部件的單位。

報告人閆永杰博士簡介

閆永杰 博士

閆永杰，河南漯河人，博士，中科院上海硅酸鹽研究所副研究員，上海中科易成新材料技術有限公司總經理。2003年畢業于鄭州大學，2003-08年上海硅酸鹽研究所碩博連讀，畢業后留所在高性能碳化物陶瓷材料課題組工作至今。目前主要從事高性能碳化物陶瓷材料在熱學領域的應用研究。

作為項目負責人先后承擔上海硅酸鹽研究所所創新，國家自然科學基金青年基金，上海硅酸鹽研究所國家重點實驗室主任青年基金項目，所地合作等在內的多項科研項目。作為科研骨干參與組內包括863、國家自然基金重點項目、中科院創新方向性項目等在內的多項重大科研項目。

在國際核心學術期刊第一作者共發表學術論文 8篇，累計他人引用64次，單篇最高他引43次。第二作者和會議論文共計6篇。第一作者發明專利4件，實用新型1件，參與國防JG專利4件。

主要研究方向：

1、超高溫陶瓷的粉體處理、凝膠注模成型和常壓燒結

2、碳化硅陶瓷熱交換器核心部件的關鍵制造技術

3、高精度、長壽命碳化硅陶瓷模具關鍵制造技術

作者：閆永杰