[發(fā)明專利]一種高球形度的碳化硅顆粒的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811255499.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN109206138B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳常連;梁欣;周詩聰;季家友;黃志良;徐慢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/573
• 分類號(hào): C04B35/573;C04B35/626
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;陳振玉

本發(fā)明公開了一種高球形度的碳化硅顆粒的制備方法。本發(fā)明的一種高球形度的碳化硅顆粒的制備方法，包括如下步驟：1)將碳化硅粉末和氮化硅粉末按質(zhì)量比1：0.6～1.5混合；2)將步驟1)將所述混合粉末清洗后干燥；3)將步驟2)處理所得混合粉末裝入石墨匣缽，蓋上石墨基片，進(jìn)行真空燒結(jié)，得碳化硅顆粒。本發(fā)明的方法采用的原料簡單易得，有利于降低成本，涉及的處理步驟簡便，操作性強(qiáng)，處理的碳化硅顆粒球形度高、尺寸均一、表面光滑且無雜質(zhì)，且在得到的碳化硅顆粒的同時(shí)也在石墨基板上沉積了碳化硅薄膜，有利于節(jié)能降耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高球形度的碳化硅顆粒的制備方法。

背景技術(shù)

1891年，美國人艾奇遜在電熔金剛石實(shí)驗(yàn)時(shí)首次發(fā)現(xiàn)了碳化硅(SiC)，碳化硅是由硅與碳元素以共價(jià)鍵結(jié)合的非金屬碳化物，硬度僅次于金剛石和碳化硼，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，是一種半導(dǎo)體，高溫時(shí)能抗氧化。由于SiC陶瓷具有優(yōu)良的力學(xué)性能、抗氧化性、耐磨損性、熱穩(wěn)定性、抗熱震性和耐化學(xué)腐蝕性，而且熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大，因此，多孔SiC陶瓷廣泛應(yīng)用于機(jī)械、化工、航空航天、污水處理等領(lǐng)域。碳化硅粉末的形貌、粒徑大小、粒徑分布、相組成、雜質(zhì)含量等特征對(duì)碳化硅基陶瓷材料的成型、燒結(jié)、致密化、顯微結(jié)構(gòu)和性能具有重要的影響。

由于用來制備SiC陶瓷膜的原料粉主要通過粉碎制得，顆粒棱角分明、球形度低、表面不圓滑。用這種粉末制備的SiC多孔陶瓷在處理污水時(shí)，過濾壓增大，污水中的組分容易在孔口沉積，造成濾孔堵塞，導(dǎo)致過濾通量的下降，甚至過濾組件快速失效。為了獲得更好的過濾性能，需要對(duì)原料SiC粉料進(jìn)行整形，使其球形度提高，表面圓滑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種制備球形度高、表面圓滑且無雜質(zhì)的碳化硅顆粒的制備方法。

本發(fā)明的一種高球形度的碳化硅顆粒的制備方法，包括如下步驟：1)將碳化硅粉末和氮化硅粉末按質(zhì)量比1：0.6～1.5混合；2)將步驟1)將所述混合粉末清洗后干燥；3)將步驟2)處理所得混合粉末裝入石墨匣缽，蓋上石墨基片，進(jìn)行真空燒結(jié)，得碳化硅顆粒。

優(yōu)選的，所述氮化硅、碳化硅粉末的粒徑均為0.45～0.55μm。

優(yōu)選的，所述碳化硅粉末、氮化硅粉末的質(zhì)量比范圍為1：0.6～1.5。

優(yōu)選的，步驟2)中采用在混合粉末中加入無水乙醇進(jìn)行清洗。

優(yōu)選的，在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥的溫度為90～100℃。

優(yōu)選的，步驟3)中燒結(jié)的條件為氬氣氛圍，在常壓下燒結(jié)。

優(yōu)選的，所述燒結(jié)溫度為1000～2200℃，燒結(jié)時(shí)間為2～6h。燒結(jié)溫度制度見表1。用此溫度制度的原因如下：1.室溫到1000℃這個(gè)過程是爐子自身的設(shè)定。2.由于氮化硅的分解溫度在1500℃左右，為了匣缽內(nèi)氣體的穩(wěn)定及與石墨發(fā)生反應(yīng)的充分，故在1500℃開始降低升溫速率。3.因?yàn)樵跍囟鹊陀?600℃時(shí)，SiC以β－SiC形式存在。當(dāng)高于1600℃時(shí)，β－SiC緩慢轉(zhuǎn)變成α－SiC的各種多型體。為了相轉(zhuǎn)變的穩(wěn)定，在1600℃這里再一次降低了升溫速率。

表1 SiC燒結(jié)溫度制度

優(yōu)選的，所述燒結(jié)溫度為1600℃～2050℃，燒結(jié)時(shí)間為1.8～5h。

優(yōu)選的，所述碳化硅顆粒的粒徑為1.2μm～2μm。