[發(fā)明專利]利用氧化硅基固體廢棄物制備碳化硅基多孔陶瓷的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811099168.7
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109133934A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬北越;張亞然;高陟;于敬雨;任鑫明;蘇暢;吳樺;于景坤
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C04B35/573
• 分類號: C04B35/573;C04B35/622;C04B38/06;C04B38/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

1.利用氧化硅基固體廢棄物制備碳化硅基多孔陶瓷的方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1：原料處理

將氧化硅基固體廢棄物經(jīng)高溫煅燒與粉碎過篩處理，制得硅基熟料；

步驟2：干壓成型

(1)按配比，硅基熟料：還原劑：粘結(jié)劑：造孔劑＝100:(5～60):(5～40):(5～60)，將物料混合均勻，球磨得混勻物料；

(2)將混勻物料干壓成型，并干燥；

步驟3：高溫?zé)Y(jié)

將干燥后物料置于高溫?zé)Y(jié)設(shè)備中，于保護(hù)氣氛下燒結(jié)并保溫一定時間，制得碳化硅基多孔陶瓷，并對碳化硅基多孔陶瓷進(jìn)行相關(guān)性能測試。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的氧化硅基固體廢棄物為粉煤灰、煤矸石、鐵礦石尾礦或稻殼灰中的一種或幾種，其主要成分是SiO₂和Al₂O₃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的煅燒與粉碎過篩處理用于去除氧化硅基固體廢棄物中的雜質(zhì)；所述的煅燒爐為在無保護(hù)氣氛下使用的箱式電阻絲爐、硅碳棒爐、硅鉬棒爐或隧道窯中的一種；所述的粉碎過篩處理過程為采用顎式破碎機(jī)粉碎處理，粉末經(jīng)200目篩。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2(1)中，所述的還原劑碳粉為炭黑、優(yōu)質(zhì)煤或活性炭中的一種或多種；所述的還原劑用量高于氧化硅基固體廢棄物中SiO₂與還原劑反應(yīng)消耗量的5％～20％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2(1)中，所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇、酚醛樹脂、水玻璃或磷酸二氫鋁中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2(1)中，所述的造孔劑為淀粉、石墨粉、碳酸氫銨或氯化銨中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2(1)中，所述的物料混合設(shè)備為高能球磨機(jī)，其轉(zhuǎn)速為200～600r·min^-1，運行時間為1～10h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2(2)中，所述的成型壓力為50～300MPa，保壓時間為3～5min；所述的干燥操作的干燥溫度為120℃，干燥時間為12～24h，干燥設(shè)備為干燥箱或隧道干燥窯。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟3中，所述的保護(hù)氣為高純度的Ar氣。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟3中，所述的高溫?zé)Y(jié)設(shè)備為可通氣氛的箱式電阻爐、管式電阻爐、真空高溫爐或隧道窯中的一種；燒結(jié)溫度為1400～1800℃，燒結(jié)保溫時間為2～10h。