[發明專利]碳化硅多孔陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 201410005555.5
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN103833405A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 張小立
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/565;C04B35/622
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;張真真

技術領域

本發明涉及一種多孔碳化硅陶瓷制備的技術，屬于低成本的制備技術領域。

背景技術

多孔陶瓷具有十分廣泛的實際應用前景，如用作熔融金屬或熱氣體的過濾器，醫學臨床的病菌等微生物過濾，超濾分離血清蛋白；化學反應過程的過濾膜；催化劑或酶的載體等。碳化硅多孔陶瓷是一種內部結構中有很多孔隙的新型功能材料。由于具有低密度、高強度、高孔隙率、高滲透性、比表面積大、抗腐蝕、抗氧化、良好的隔熱性、抗熱震性和耐高溫性等特點,碳化硅多孔陶瓷在一般工業領域及高科技領域得到了越來越廣泛的應用。

制備碳化硅多孔陶瓷有多種工藝方法,包括添加造孔劑工藝，發泡工藝，有機泡沫浸漬工藝，溶膠?-凝膠工藝等。但這些方法都比較復雜，成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法，該方法工藝簡單，可連續生產，并適用于工業規模。

本發明的技術方案：一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法，包括以下步驟：首先將多孔硅膠放入管式爐中，以50~300ml/min的速率通入純度80-98%的甲烷，以5-30℃/min的升溫速率逐步升溫至1000~1500℃，并保持0.5-2hr，爐口出口點火，裂解的甲烷氣體在管式爐中連續通過硅膠，發生原位反應，將硅膠轉化為碳化硅多孔陶瓷，并遺傳其孔隙結構。

所述硅膠的孔隙率為30~80%。

本發明的有益效果：本發明利用多孔硅膠和甲烷氣體反應，低溫原位反應的方法制備多孔碳化硅陶瓷，工藝簡單，成本低，可規模化生產。

具體實施方式

實施例1

一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法：首先將孔隙率為30%的多孔硅膠5g放入管式爐中，以50ml/min的速率通入純度80%的甲烷，以5℃/min的升溫速率逐步升溫至1000℃，并保持0.5hr，爐口出口點火，裂解的甲烷氣體在管式爐中連續通過硅膠，發生原位反應，獲得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率為30%。

實施例2

一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法：首先將孔隙率為80%的多孔硅膠10g放入管式爐中，以300ml/min的速率通入純度98%的甲烷，以30℃/min的升溫速率逐步升溫至1500℃，并保持2hr，爐口出口點火，裂解的甲烷氣體在管式爐中連續通過硅膠，發生原位反應，獲得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率為80%。

實施例3

一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法：首先將孔隙率為40%的多孔硅膠8g放入管式爐中，以60ml/min的速率通入純度85%的甲烷，以10℃/min的升溫速率逐步升溫至1100℃，并保持1.5hr，爐口出口點火，裂解的甲烷氣體在管式爐中連續通過硅膠，發生原位反應，獲得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率為40%。

實施例4

一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法：首先將孔隙率為50%的多孔硅膠6g放入管式爐中，以100ml/min的速率通入純度88%的甲烷，以15℃/min的升溫速率逐步升溫至1200℃，并保持1.2hr，爐口出口點火，裂解的甲烷氣體在管式爐中連續通過硅膠，發生原位反應，獲得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率為50%。

實施例5

一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法：首先將孔隙率為60%的多孔硅膠5g放入管式爐中，以150ml/min的速率通入純度90%的甲烷，以20℃/min的升溫速率逐步升溫至1300℃，并保持1hr，爐口出口點火，裂解的甲烷氣體在管式爐中連續通過硅膠，發生原位反應，獲得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率為60%。

實施例6

一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法：首先將孔隙率為70%的多孔硅膠5g放入管式爐中，以200ml/min的速率通入純度95%的甲烷，以25℃/min的升溫速率逐步升溫至1100℃，并保持0.5hr，然后升溫至1400℃，保持1.5?hr，爐口出口點火，裂解的甲烷氣體在管式爐中連續通過硅膠，發生原位反應，獲得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率為70%。

實施例7

一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法：孔隙率為60%的硅膠5g，放入管式爐中，通入甲烷氣體，保持溫度為1100℃并保持1.0小時，然后升溫至1500℃，保持0.5小時，得到的多孔碳化硅孔隙率為60%，質量約為4g。

實施例8

一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法：孔隙率為40%的硅膠5g，放入管式爐中，通入甲烷氣體，保持溫度為1100℃并保持0.5小時，然后升溫至1450℃，保持0.5小時，得到的多孔碳化硅孔隙率為40%，質量約為4g。