[發明專利]一種孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 201410410783.0
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104193395A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 徐慢;曹宏;石和彬;陳常連;沈凡;季家友;王樹林;薛俊;安子博;趙靜
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/565;C04B35/622
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

1.一種孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制備方法，包括有以下步驟：

1)多孔碳化硅素胚的比例設計

A、有機粘接劑殘炭量測定，將選用的單位質量有機粘接劑置于1200℃高溫下，使其充分碳化，計算前后質量變化，其差值為每單位質量殘碳量X；

B、原材料的選取，各組分金屬硅粉質量為M_Si、膨脹石墨質量為M_C、有機粘結劑質量為M_X，按照M_Si/28＝M_C/12+X·M_X/12，的比例關系選取備用；

C、多孔碳化硅素胚的混合，將膨脹石墨和有機粘結劑混合均勻后，再加入金屬硅粉并混合均勻；

2)多孔碳化硅陶瓷的素胚成型

將混合均勻的膨脹石墨、有機粘結劑和金屬硅粉放入模具中，施加壓力，控制素胚成型體積，得到多孔碳化硅陶瓷的素胚；

3)多孔碳化硅陶瓷的燒制

將多孔碳化硅陶瓷的素胚放入高溫爐中，抽真空或充入惰性氣體，升溫至到1800-2000℃，保溫15-45分鐘，自然冷卻至室溫，得到所需要的多孔碳化硅陶瓷。

2.根據權利要求1所述的孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于步驟2)素胚成型體積計算方法是：將膨脹石墨、有機粘結劑和金屬硅粉的總質量記為M_總，根據R_設＝(1-ρ_設/ρ_SiC)和V_設＝M_總/ρ_設，求出在設計孔隙率和該總質量M_總下，素胚成型應控制的體積V_設；其中，設計孔隙率為R_設，碳化硅的密度為ρ_SiC，素胚成型的密度為ρ_設。

3.根據權利要求1所述的孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于所述的有機粘接劑為任意僅含有C、H、O、N元素的粘結劑。

4.根據權利要求3所述的孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于所述的有機粘接劑為聚氨酯、環氧樹脂或丙烯酸酯。

5.根據權利要求1所述的孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于所述的金屬硅粉平均粒徑＜100μm，硅含量＞98％。