[發明專利]一種SiC泡沫及其制備方法

在審

• 申請號: 201711283318.5
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108101542A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 李斌斌;袁小森;廖家豪;陳照峰;毛幫笑;黃海泉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B38/06;C04B35/80
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種SiC泡沫及其制備方法。將去灰分的活性炭與SiC微粉、PCS粉末、催化劑混合研磨，溶解于溶劑中，制備漿料；將漿料烘干后研磨均勻放置于模具中，制備SiC泡沫胚體；將胚體放入真空管式爐中在惰性氣體保護下升溫至1400?1500 ℃，保溫4?5 h，隨爐冷卻至500 ℃?600 ℃；通入氧氣，氧化去除活性炭，冷卻至室溫得到SiC納米線和SiC微粉組成的SiC泡沫。本發明通過在納米級SiC微粉之間原位生長SiC納米線，SiC納米線將SiC微粉纏繞，串聯一起，形成了SiC泡沫，提高了SiC泡沫的強度和孔隙率，推動了SiC納米線及SiC泡沫的廣泛應用前景。

技術領域

本發明涉及一種泡沫及其制備方法，特別涉及一種SiC泡沫及其制備方法。

背景技術

由SiC納米線和SiC微粉組成的SiC泡沫具有高氣孔率，連通的納米孔，保留了一維納米材料和納米顆粒材料特殊的電學、光學和力學性能。在分離、超濾、光電子工業、復合材料等領域有廣闊的應用前景。

文獻Li, GY.; Ma, J.; Peng, G, et al. Room-temperature humidity-sensing performance of SiC nanopaper[J]. Acs Applied Materials & Interfaces,2014, 6(24): 22673-22679.采用丙酮壓縮的方法制備了可用于感應濕度變化的SiC納米紙，他們的研究表明了SiC納米線材料在電學領域等方面的應用潛力，但這種制備碳化硅納米線紙的方法為兩步法，采用該方法制備納米材料是將納米線配制成懸浮液進行抽濾或者將大量納米線使用外力壓制而成。中國專利CN106185946A，2016.以甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷為原料，硝酸作為交聯劑和催化劑，通過在1320-1500 ℃石磨基體上生長及剝離制備了碳化硅納米紙，此種方法剝離較為困難，得到的僅為二維方向的紙張材料，仍沒有得到三維方向上的結構，限制了SiC納米線材料的應用。中國專利CN103724046B，2016.以三甲基氯硅烷為源氣，采用CVD化學氣相沉積法在聚氨酯泡沫熱解得到的碳泡沫表面沉積一層SiC基體之后在表面沉積一層SiC涂層，得到以碳泡沫為基底的SiC泡沫，該方法得到的SiC泡沫以碳泡棉為基體，不能耐受高溫。

發明內容

為克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種SiC泡沫及其制備方法，所述SiC泡沫具有三維立體結構，納米線細長，耐高溫的特點，且制備工藝簡單、易操作。

本發明目的是通過以下技術方案實現的：

一種SiC泡沫，所述SiC泡沫由SiC納米線與SiC微粉組成；所述SiC納米線通過原位生長將SiC微粉包裹，串聯在一起，形成多孔的SiC泡沫；所述SiC納米線的平均直徑為30-100nm，平均長度為1-10 mm；所述SiC微粉的平均粒徑為40 nm。

一種SiC泡沫的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）將活性炭灰分處理后備用；

（2）將步驟（1）中活性炭與聚碳硅烷、SiC微粉以質量比5: (2-4) : (2-4) 混合，研磨成均勻粉末；將所得粉末以比例5 g: (5-10) mL溶解于溶劑中，震蕩攪拌制備成均勻漿料；將漿料放置于模具中烘干備用；

（3）將步驟（2）中烘干的漿料及模具放置于管式爐中，在惰性氣體保護下以4-5 ℃/min的速率升溫至1400-1500 ℃，保溫3-4 h，隨爐冷卻至500-600 ℃保溫；

（4）向步驟（3）管式爐中通入氧氣，氧化去除活性炭，隨爐冷卻至室溫得到SiC泡沫。