[發明專利]ZrC泡沫陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201410477411.X
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104261871A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 李偉;蔣進明;王松;顏雙九;陳朝輝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: C04B38/08
• 分類號: C04B38/08;C04B35/56
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種ZrC泡沫陶瓷，具有三維連通網絡結構，其特征在于，所述ZrC泡沫陶瓷的泡沫骨架包括C相和ZrC相，所述ZrC相致密、連續地覆著于所述C相之上。

2.根據權利要求1所述的ZrC泡沫陶瓷，其特征在于，所述ZrC泡沫陶瓷的平均孔徑大小為15ppi～80ppi，密度為0.74g/cm³～1.85g/cm³，在常溫條件下，壓縮強度為10MPa～50MPa，在1800℃真空環境下，高溫壓縮強度為9MPa～50MPa。

3.根據權利要求1所述的ZrC泡沫陶瓷，其特征在于，所述ZrC泡沫陶瓷中所含孔隙所占體積分數為50%～85%，ZrC相的體積分數為5%～40%，C相的體積分數為5%～40%。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的ZrC泡沫陶瓷，其特征在于，所述ZrC泡沫陶瓷是以五邊形十二面體或開孔球形為基本單元相互連接而成。

5.根據權利要求1～3中任一項所述的ZrC泡沫陶瓷，其特征在于，所述ZrC相為多晶結構，無擇優取向，所述ZrC相的平均晶粒尺寸為1μm～30μm。

6.一種如權利要求1～5中任一項所述的ZrC泡沫陶瓷的制備方法，包括以下步驟：以C泡沫素坯為基材，以含Zr金屬為滲劑，采用低溫浸滲-高溫反應兩步法熔滲工藝進行處理，得到ZrC泡沫陶瓷半成品；然后將ZrC泡沫陶瓷半成品進行后處理，得到ZrC泡沫陶瓷。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述低溫浸滲-高溫反應兩步法熔滲工藝包括以下步驟：

（1）低溫浸滲：將含Zr金屬在真空或惰性氣體保護下加熱至浸滲溫度1200℃～2000℃，使含Zr金屬完全熔化，得到金屬熔液，然后將C泡沫素坯完全浸入金屬熔液中，保溫1min～60min，完成低溫浸滲過程；

（2）高溫反應：提拉C泡沫素坯，使其脫離金屬熔液后繼續升溫至高于浸滲溫度100℃～300℃，保溫1min～60min后隨爐冷卻至室溫，得到ZrC泡沫陶瓷半成品。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述后處理包括以下步驟：將所述ZrC泡沫陶瓷半成品懸置于高溫設備內，在真空或惰性氣體保護下加熱至1200℃～2000℃，保溫0.5h～4h后隨爐冷卻至室溫，得到ZrC泡沫陶瓷。

9.根據權利要求6～8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述C泡沫素坯是以瀝青、原煤或聚氨酯為原料制成的；所述C泡沫素坯的內部孔結構為五邊形十二面體結構或開孔球形結構；所述C泡沫素坯的平均孔徑大小為20ppi～80ppi，孔隙率為60%～90%，密度為0.20g/cm³～0.88g/cm³。

10.根據權利要求6～8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述含Zr金屬為單質Zr或Zr合金；所述Zr合金包括Zr-Cu合金、Zr-Al合金或Zr-Si合金。