[發明專利]一種以鎵為脫氧劑制備含鈹碳化硅陶瓷纖維的方法

有效

• 申請號: 201811527089.1
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109574708B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 黃小忠;唐云;王春齊;彭立華
• 申請（專利權）人: 湖南澤睿新材料有限公司
• 主分類號: C04B41/88
• 分類號: C04B41/88;D01F9/08;C04B35/565
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

1.一種以鎵為脫氧劑制備含鈹碳化硅陶瓷纖維的方法，其特征在于；包括下述步驟：

步驟一

以含鈹的SiC陶瓷先驅體為原料；通過熔融紡絲，制得PBCS原絲；

步驟二

PBCS原絲經不熔化處理；得到不熔化處理后的原絲；

步驟三

不熔化處理后的原絲，經鎵浴，得到脫氧后的原絲；所述鎵浴的溫度為29.76~100℃、時間為10-120min；

步驟四

對步驟三所得脫氧后的原絲進行高溫處理，得到半成品；所述高溫處理是在保護氣氛下，于1200-1300℃保溫至少0.5h；

步驟五

將步驟四所得半成品再進行鎵浴；然后于保護氣氛下在600℃以上回火30-120min，得到產品；鎵浴的溫度為29.76~100℃。

2.根據權利要求1所述的一種以鎵為脫氧劑制備含鈹碳化硅陶瓷纖維的方法，其特征在于：步驟一中，所述以含鈹的SiC陶瓷先驅體通過下述步驟制備：

步驟A

將含硅有機聚合物和鈹的有機金屬化合物一起加入反應釜中，所述反應釜包括有裂解裝置、冷凝器、回流裝置以及反應室；在保護氣氛下，升溫至反應室的溫度為A、裂解裝置的溫度為B；所述B的取值大于A的取值，所述A的取值范圍為350-500℃、B的取值范圍為450-580℃，且B-A≥50℃；在設定溫度下反應至少0.5h；得到PBCS粗產品；

步驟B

將步驟A所得PBCS粗產品溶于有機溶劑中，過濾，濾液在300-390℃進行減壓蒸餾，冷卻后即得淡黃色樹脂狀半透明狀PBCS。

3.根據權利要求2所述的一種以鎵為脫氧劑制備含鈹碳化硅陶瓷纖維的方法，其特征在于：步驟A中所述含硅有機聚合物為主鏈含硅的有機聚合物。

4.根據權利要求3所述的一種以鎵為脫氧劑制備含鈹碳化硅陶瓷纖維的方法，其特征在于：

步驟A中所述主鏈含硅的有機聚合物選自聚硅碳硅烷、液態聚硅烷、聚碳硅烷、聚二甲基硅烷中的至少一種；其中聚硅碳硅烷、液態聚硅烷、聚碳硅烷的分子量小于等于350且大于等于100；

步驟A中，鈹的有機金屬化合物選自鈹的乙酰丙酮化合物、鈹的羰基化合物、鈹的酮基化合物、鈹的二茂化合物中的至少一種；步驟A中，鈹的有機金屬化合物的用量為含硅有機聚合物用量的0.5wt%-30wt%。

5.根據權利要求2所述的一種以鎵為脫氧劑制備含鈹碳化硅陶瓷纖維的方法，其特征在于：

步驟A中，所述保護氣氛選自Ar氣氛、氮氣氣氛以及Ar、N2構成混合氣氛中的一種；

步驟B中，減壓蒸餾的時間為5分鐘-2小時。得到淡黃色樹脂狀半透明狀PBCS。

6.根據權利要求2所述的一種以鎵為脫氧劑制備含鈹碳化硅陶瓷纖維的方法，其特征在于：

步驟一中，將步驟B所得淡黃色樹脂狀半透明狀PBCS加入熔融紡絲裝置中，在高純惰性氣氛保護下進行脫泡處理，在200-350℃，2-7×10⁵Pa壓力下，以100-600m/min速度進行熔融紡絲，制得直徑為8-25μm的PBCS原絲；

步驟二中，所述不熔化處理為：將纖維置于不熔化處理裝置中，在空氣氣氛中按10-20℃每小時的升溫速度加熱到180-220℃，保溫0.5-6小時，冷至室溫即制得PBCS不熔化纖維。

7.根據權利要求1所述的一種以鎵為脫氧劑制備含鈹碳化硅陶瓷纖維的方法，其特征在于：步驟四中，所述高溫處理為：鎵浴后所得產品，在高溫爐中，在高純氮氣保護下，按100-300℃每小時的升溫速度升溫至1200-1300℃，并在該溫度下保溫處理0.5-5小時。