[發(fā)明專利]碳化硅陶瓷材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510523592.X
• 申請日: 2015-08-25
• 公開（公告）號: CN105130442A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王黎光;汪衛(wèi)幫
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州睿智同策廣告有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/65
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 陸華君

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種碳化硅陶瓷材料的制備方法，該材料可用于導(dǎo)電材料、吸附材料、耐腐蝕材料、抗氧化材料和耐高溫材料。

背景技術(shù)

碳化硅陶瓷材料因其具有高強度、高硬度、耐腐蝕性以及抗氧化等優(yōu)點而廣泛在石油化工、冶金機械、微電子、汽車等多個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中，碳化硅陶瓷材料無法同時實現(xiàn)良好的導(dǎo)電性能、耐腐蝕率、和吸附性能，因此應(yīng)用受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種碳化硅陶瓷材料的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本申請實施例公開了一種碳化硅陶瓷材料的制備方法，包括：將竹炭利用球磨機粉碎成粉末，然后與硅溶膠、硅粉按照摩爾比(4～4.2):1:1混合，在常溫下、25～30MP壓力下預(yù)壓成型，保壓時間10～20min，然后在真空環(huán)境或氬氣氣氛下，升溫至1500℃～1700℃以上進行高溫燒結(jié)，獲得碳化硅陶瓷材料。高溫燒結(jié)過程中，200℃以前，以5℃/min速度進行升溫，排出氧氣，200℃以后，以15℃/min速度進行升溫，升溫至1500℃以后，保持溫度30min，然后自然冷卻。

優(yōu)選的，在上述的碳化硅陶瓷材料的制備方法中，所述硅溶膠的制備方法包括：將甲基三乙氧基硅烷、水、乙醇按照摩爾比1:(3～3.2):(1～1.2)混合均勻，升溫至70～80℃，添加酸類催化劑，調(diào)節(jié)PH值為4～5進行水解，反應(yīng)1～3小時，用堿類催化劑調(diào)節(jié)PH值為7～8，反應(yīng)0.5～1小時，得到硅溶膠。

優(yōu)選的，在上述的碳化硅陶瓷材料的制備方法中，所述酸類催化劑為HCl、HNO₃、H₃PO₄、或HF。

優(yōu)選的，在上述的碳化硅陶瓷材料的制備方法中，所述堿類催化劑為氨水或NaOH。

優(yōu)選的，在上述的碳化硅陶瓷材料的制備方法中，所述硅溶膠的制備方法包括：取金屬硅粉、氫氧化鈉和水倒入混合器中，通熱蒸汽進行物料混勻及加熱，熱蒸汽的溫度為100～110℃，控制反應(yīng)溫度為75～80℃，反應(yīng)4～5h，制得硅溶膠種粒子液；取制備的種子液，加入反應(yīng)物料，反應(yīng)物料為金屬硅粉、水、氫氧化鈉的混合物料，通熱蒸汽進行物料混勻及加熱，熱蒸汽的溫度為115～130℃，控制反應(yīng)溫度為80～100℃，反應(yīng)完成后，經(jīng)過冷卻、過濾，得硅溶膠。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明制備的碳化硅陶瓷材料具有良好的吸附性能、電阻率和耐腐蝕率，可以制備成導(dǎo)電材料、吸附材料、耐腐蝕材料、抗氧化材料和耐高溫材料。本案以竹炭為原料，綠色環(huán)保、無污染。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本發(fā)明具體實施例1中碳化硅陶瓷材料的SEN圖。

具體實施方式

本實施例公開了一種碳化硅陶瓷的制備方法：

將甲基三乙氧基硅烷、水、乙醇按照摩爾比1:(3～3.2):(1～1.2)混合均勻，升溫至70～80℃，添加酸類催化劑，調(diào)節(jié)PH值為4～5進行水解，反應(yīng)1～3小時，用堿類催化劑調(diào)節(jié)PH值為7～8，反應(yīng)0.5～1小時，得到硅溶膠。

將竹炭利用球磨機粉碎成粉末，然后與硅溶膠、硅粉按照摩爾比4:1:1混合，在常溫下、25MP壓力下預(yù)壓成型，保壓時間10min，然后在真空環(huán)境或氬氣氣氛下，升溫至1500℃～1700℃以上進行高溫燒結(jié)，獲得碳化硅陶瓷材料。高溫燒結(jié)過程中，200℃以前，以5℃/min速度進行升溫，排出氧氣，200℃以后，以15℃/min速度進行升溫，升溫至1500℃以后，保持溫度30min，然后自然冷卻。

在上述硅溶膠的制備方法中，當水/甲基三乙氧基硅烷小于3時，溶膠的粘度隨水量增加而增加，當水/甲基三乙氧基硅烷大于3時，溶膠的粘度隨水量的增加而下降，因此水/甲基三乙氧基硅烷優(yōu)選在3～3.2。

在上述硅溶膠的制備方法中，甲基三乙氧基硅烷一般不溶于水，為了使得反應(yīng)在均相體系中進行，必須選擇一個共溶的溶劑，因此溶劑采用乙醇。