[发明专利]金属与陶瓷复合的多层管以及热离子能量转换器

说明书

本申请的实施例提供了一种金属与陶瓷复合的多层管，包括：第一金属管；陶瓷层，包括：第一过渡层，形成在第一金属管的外壁上；纯陶瓷层，形成在第一过渡层的外侧；以及第二过渡层，形成在纯陶瓷层的外侧；以及第二金属管，套设在陶瓷层的外部，并与陶瓷层结合成为一个整体，以形成内外两层为金属且中间为陶瓷的多层管；其中，第一过渡层与第二过渡层的材质均为陶瓷与金属的混合物。一方面满足了在高温条件下内外两层金属管之间相互绝缘的应用需要，另一方面使得第一金属管、陶瓷层以及第二金属管之间形成一个整体，避免内外两层金属管之间形成较大的温差。

技术领域

本申请的实施例涉及金属与陶瓷的复合结构，具体涉及一种金属与陶瓷复合的多层管以及热离子能量转换器。

背景技术

在现代工业领域中，对材料的性能和功能提出了更高的要求，单一材料很难同时满足多种不同的功能。

现有技术中的多层管通常包括有机材料多层管、耐高温多层塑料管等。由此，现有技术中的多层管的使用温度相对较低，不能适用于高温环境下内壁与外壁之间绝缘的应用需要。

因此，现有技术中，1500℃温度条件下的电绝缘一般采用间隙绝缘的方式进行。为保证内管和外管之间的间隙稳定，通常在内外管之间安装具有绝缘功能的陶瓷定位块，在薄壁管(管壁＜1mm)之间定位块的安装存在很大的困难。高温状态下绝缘定为的精度很难保证，定位精度不够容易导致薄壁金属管的变形，变形量超过间隙会导致内外管之间的绝缘失效。同时由于间隙的存在内管和外管之间的导热效率降低，内外管之间会存在较大的温差。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的金属与陶瓷复合的多层管。

根据本申请实施例的第一个方面，提供一种金属与陶瓷复合的多层管，包括：第一金属管；陶瓷层，包括：第一过渡层，形成在所述第一金属管的外壁上；纯陶瓷层，形成在所述第一过渡层的外侧；以及第二过渡层，形成在所述纯陶瓷层的外侧；以及第二金属管，套设在所述陶瓷层的外部，并与所述陶瓷层结合成为一个整体，以形成内外两层为金属且中间为陶瓷的多层管；其中，所述第一过渡层与所述第二过渡层的材质均为陶瓷与金属的混合物。

根据本申请实施例的第一个方面，所述第一过渡层以及所述第二过渡层均包括多个涂层；所述第一过渡层中的多个涂层的陶瓷的质量分数沿所述多层管的径向方向由内至外依次增加；所述第二过渡层中的多个涂层的陶瓷的质量分数沿所述多层管的径向方向由内至外依次减小。

根据本申请实施例的第一个方面，所述第一过渡层包括沿所述多层管的径向方向由内至外依次形成的五个所述涂层，五个所述涂层的陶瓷的质量分数分别为0、20％、40％、60％、80％。

根据本申请实施例的第一个方面，所述第二过渡层包括沿所述多层管的径向方向由内至外依次形成的五个所述涂层，五个所述涂层的陶瓷的质量分数分别为80％、60％、40％、20％、0。

根据本申请实施例的第一个方面，所述第一过渡层以及所述第二过渡层中的金属材质与所述第一金属管的材质相同；或者，所述第一过渡层以及所述第二过渡层中的金属材质与所述第二金属管的材质相同；或者，所述第一过渡层以及所述第二过渡层中的金属材质为钼。

根据本申请实施例的第一个方面，所述第一过渡层以及所述第二过渡层中的陶瓷材质与所述纯陶瓷层的材质相同。

根据本申请实施例的第一个方面，所述第一金属管的材质为钨、钼、铌、钽中的一种；并且/或者，所述第二金属管的材质为钨、钼、铌、钽中的一种。

根据本申请实施例的第一个方面，所述纯陶瓷层的材质为氧化铝或者氧化钪。

根据本申请实施例的第一个方面，所述第一金属管的壁厚小于1mm；并且/或者，所述陶瓷层的厚度小于1mm；并且/或者，所述第二金属管的壁厚小于1mm。