碳化硅陶瓷具有高强度、高导热、耐磨损以及全面的耐酸碱腐蚀性能，是公认的化工防腐领域“梦想型”换热材料。相比传统的石墨、氟塑料、贵金属、搪玻璃等换热材料，其换热效率和使用寿命等具有明显的竞争优势，特别是在一些复合强酸环境下，其超强的抗腐蚀能力更是具有不可替代性，在精细化工、制药、钢铁、轻工等领域具有广泛的应用前景，对于促进相关领域的装备和工艺提升发挥着越来越重要的作用。

然而，碳化硅陶瓷要应用于换热领域，其大尺寸和复杂形状部件的制备尤为关键。例如对于管壳式换热器来说，把碳化硅原材料制成热交换器中的圆形细管，听上去似乎并不复杂，但圆管每“长高”、“长薄”一些，其制作难度就成几何级数增加。换热管的壁厚通常要小于2.0mm，长度要大于1500mm，才能表现出良好的换热能力。通常制备该种规格的管材，要采用挤出成型工艺。由于碳化硅原料粉体的特殊性，其挑战在于如何制备塑性高分散的泥料体系，同时如何在保障素胚强度的基础上，提高挤出管材素胚的显微结构均匀性和执行性，并尽可能降低素胚的缺陷。同样，在高温烧结中，长管、薄壁碳化硅管材的高密度和无变形烧结也至关重要。

碳化硅热交换管

对于板式和块孔换热器来说，换热板的最小槽宽通常要小于2.0mm，特别是其复杂换热通道的精细加工至关重要，要求板材素胚具有非常可靠的强度，在精细加工中不产生较大应力，保障高温烧结的应力变形。块孔中，垂直和侧面孔的最小间距通常也小于2.0mm，孔深通常要大于300mm，对于该类部件的精密加工来说，也面临非常大的挑战。

碳化硅热交换板及碳化硅热交换块孔

如果你想进一步探索“梦想型”换热材料碳化硅陶瓷的更多内容，那您一定不能错过将于9月15-17日在河南开封举办的“2018年全国碳化物粉体与陶瓷制备技术交流会”，届时，我们将邀请中科院上海硅酸盐研究所闫永杰副研究员为大家分享题为“大尺寸、复杂形状碳化硅陶瓷产业化及其化工换热应用”的报告。中科院上海硅酸盐研究所闫永杰副研究员在2008年国家863的支持下，开展了一系列大尺寸、复杂形状换热部件的技术开发，在国际上第二家掌握了长管、薄壁碳化硅管材的制造技术，并在2013年相关技术在上海中科易成新材料技术有限公司顺利实现产业化，上海中科易成新材料技术有限公司成为国际上第二家商业化碳化硅换热部件的单位。

报告人闫永杰博士简介

闫永杰 博士

闫永杰，河南漯河人，博士，中科院上海硅酸盐研究所副研究员，上海中科易成新材料技术有限公司总经理。2003年毕业于郑州大学，2003-08年上海硅酸盐研究所硕博连读，毕业后留所在高性能碳化物陶瓷材料课题组工作至今。目前主要从事高性能碳化物陶瓷材料在热学领域的应用研究。

作为项目负责人先后承担上海硅酸盐研究所所创新，国家自然科学基金青年基金，上海硅酸盐研究所国家重点实验室主任青年基金项目，所地合作等在内的多项科研项目。作为科研骨干参与组内包括863、国家自然基金重点项目、中科院创新方向性项目等在内的多项重大科研项目。

在国际核心学术期刊第一作者共发表学术论文 8篇，累计他人引用64次，单篇最高他引43次。第二作者和会议论文共计6篇。第一作者发明专利4件，实用新型1件，参与国防JG专利4件。

主要研究方向：

1、超高温陶瓷的粉体处理、凝胶注模成型和常压烧结

2、碳化硅陶瓷热交换器核心部件的关键制造技术

3、高精度、长寿命碳化硅陶瓷模具关键制造技术

作者：闫永杰