[發明專利]一種碳化硅泡沫陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 201410793014.3
• 申請日: 2014-12-20
• 公開（公告）號: CN104529461A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 黃朝陽
• 申請（專利權）人: 佛山銘乾科技有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 周長久

技術領域

本發明涉及一種碳化硅泡沫陶瓷及其制備方法，具體涉及一種碳化硅泡沫陶瓷及其制備方法，屬于陶瓷加工技術領域。

背景技術

泡沫陶瓷是一種形貌上象泡沫狀的多孔陶瓷，它是繼普通多孔陶瓷、蜂窩多孔陶瓷之后，最近發展起來的第三代多孔陶瓷產品。這種高技術陶瓷具有三維連通孔道。其特點是：具有很高的氣孔率，比表面積大，流體通過時，和流體的接觸效率高，壓力損失小，耐高溫，化學性能穩定。

碳化硅泡沫陶瓷的發展始于?20?世紀?70?年代。作為一種內部結構中有很多孔隙的新型無機非金屬過濾材料，碳化硅泡沫陶瓷具有重量輕、強度高、耐高溫、耐腐蝕、再生簡單、使用壽命長及良好的過濾吸附性等優點。在冶金、化工、環保、能源、生物等領域具有廣泛的應用前景。

目前碳化硅泡沫陶瓷主要用于熔融金屬過濾，多孔介質燃燒器，高溫煙氣處理以及中高溫固體氧化物燃料電池電解質。傳統的碳化硅泡沫陶瓷制備工藝復雜，其主要以碳化硅粉體與流變劑、粘結劑體系、燒結助劑等共混制成漿料，進而與有機泡沫模版浸漬，最后經干燥、排除有機物等工序燒成得到碳化硅泡沫陶瓷。

由于碳化硅屬于共價鍵很強的化合物，自擴散系數小，導致碳化硅泡沫陶瓷的燒結溫度較高，即使在加入燒結助劑的情況下其燒成溫度也高于1600℃，而燒結助劑的引入也不利于制備?Si/C?物質量比相近的碳化硅泡沫陶瓷。過高的燒結溫度會生成大量的方石英相，從而在以后的冷卻過程中出現微裂紋，影響材料的強度。為了促進燒結，需要加入燒結助劑，常用的燒結助劑有氧化鋁、莫來石、氮化硅、金屬等，由于不同燒結助劑的加入，碳化硅泡沫陶瓷的應用范圍更加廣泛。

201110298700.X公開了一種碳化硅泡沫陶瓷，按重量份數計算，它的材料包括80～95份碳化硅微粉顆粒、5～20份聚碳硅烷粉末，40~170份有機溶劑；它的模板為聚氨酯海綿。本發明以碳化硅、高嶺土、氧化鋁、硅溶膠、聚酯多元醇、催化劑、表面活性劑、發泡劑、固化劑等為原料，開發出燒結溫度低、效率高、產物純度高的碳化硅泡沫陶瓷。

發明內容

本發明的目的是提供一種碳化硅泡沫陶瓷，該陶瓷薄膜具有燒結溫度低、效率高、產物純度高的優點，有效地避免了傳統碳化硅泡沫陶瓷制備工藝復雜、引入雜質多、燒結溫度高的難題。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

一種碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的組分組成：

碳化硅?60～80份、高嶺土?10～20份、氧化鋁?10～20份、硅溶膠?5~10份、聚酯多元醇?5~10份、催化劑0.1~2份、表面活性劑0.1~1份、發泡劑0.5~2份、固化劑0.1~3份。

碳化硅?65～70份、高嶺土?15～20份、氧化鋁?15～20份、硅溶膠?5~8份、聚酯多元醇?8~10份、催化劑0.1~1份、表面活性劑0.1~0.2份、發泡劑0.5~1份、固化劑0.1~1份。

碳化硅?70～75份、高嶺土?10～12份、氧化鋁?10～12份、硅溶膠?6~10份、聚酯多元醇?5~6份、催化劑0.5~1份、表面活性劑0.1~0.5份、發泡劑1~2份、固化劑1~3份。

碳化硅?75～80份、高嶺土?10～15份、氧化鋁?15～20份、硅溶膠?6~8份、聚酯多元醇?6~8份、催化劑1~2份、表面活性劑0.5~1份、發泡劑1~2份、固化劑0.1~1份。

碳化硅?65～75份、高嶺土?15～18份、氧化鋁?15～16份、硅溶膠?7~9份、聚酯多元醇?5~6份、催化劑0.1~2份、表面活性劑0.1~1份、發泡劑0.5~1份、固化劑0.1~0.5份。

碳化硅?65～80份、高嶺土?18～20份、氧化鋁?16～18份、硅溶膠?5~6份、聚酯多元醇?5~6份、催化劑0.5~1份、表面活性劑0.5~1份、發泡劑0.5~1份、固化劑0.5~1份。

一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，包括如下步驟：

將聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經開孔處理，再在1250~1400℃燒結即可得到碳化硅泡沫陶瓷。

本發明相對于現有技術的有益效果是：

本發明所制得的陶瓷薄膜具有燒結溫度低、效率高、產物純度高的優點，有效地避免了傳統碳化硅泡沫陶瓷制備工藝復雜、引入雜質多、燒結溫度高的難題。

具體實施方式