[發明專利]一種碳化硅紅外輻射陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010061183.3
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111170743B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 陳健;祝明;黃政仁;朱云洲;姚秀敏;陳忠明;劉學建
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，所述碳化硅紅外輻射陶瓷材料的原料組成包括：76.5～95wt% β-SiC、0～8.5wt% AlN且含量不為0、5～15wt% MgO-Al₂O₃-SiO₂助劑，各組分含量之和為100wt%；

所述MgO-Al₂O₃-SiO₂助劑的原料組分包括：10～30wt% MgO、15～40wt% Al₂O₃、20～60wt% SiO₂，各組分含量之和為100wt%；

所述碳化硅紅外輻射陶瓷材料的制備方法包括：

（1）選用β-SiC粉體和AlN粉體作為原料粉體混合后，再在1700～2000℃固溶反應，得到固溶粉體；

（2）將所得固溶粉體和MgO-Al₂O₃-SiO₂助劑混合，得到混合粉體；

（3）將所得混合粉體壓制成型后，再經真空脫粘和燒結，得到所述碳化硅紅外輻射陶瓷材料；

所述碳化硅紅外輻射陶瓷材料在2.5～16μm的常溫下的紅外發射率為0.75～0.84。

2.根據權利要求1所述的碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，所述碳化硅紅外輻射陶瓷材料的密度為2.01～2.50 g/cm³，彎曲強度為68～210MPa。

3.根據權利要求1所述的碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，按照MgO-Al₂O₃-SiO₂助劑的原料組分稱量MgO粉體、Al₂O₃粉體和SiO₂粉體并混合，得到所述MgO-Al₂O₃-SiO₂助劑。

4.根據權利要求3所述的碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，所述β-SiC粉體的粒徑為0.5～1μm；所述AlN粉體的粒徑為1～2μm；所述MgO粉體的粒徑為1～3μm；所述Al₂O₃粉體的粒徑為100～200nm；所述SiO₂粉體的粒徑為1～3μm。

5.根據權利要求1所述的碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，所述固溶反應的氣氛為惰性氣氛；所述固溶反應的氣壓為40～75mbar；所述固溶反應的時間為2～4小時。

6.根據權利要求5所述的碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，所述固溶反應的氣氛為氬氣氣氛。

7.根據權利要求1所述的碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，所述原料粉體或混合粉體中還包含粘結劑；所述粘結劑選自酚醛樹脂、聚乙烯醇PVA、聚乙烯醇縮丁醛PVB中的至少一種；所述粘結劑的加入量不超過原料粉體或混合粉體總質量的8wt%。

8.根據權利要求1所述的碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，所述真空脫粘的溫度為700℃～1000℃，時間為0.5～2小時，真空度為-5～10 Pa。

9.根據權利要求1所述的碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，所述燒結的氣氛為惰性氣氛；所述惰性氣氛的壓力為40～75mbar；所述燒結的溫度為1400～1950℃；所述燒結的時間為1～3小時。

10.根據權利要求9所述的碳化硅紅外輻射陶瓷材料，其特征在于，所述燒結的氣氛為氬氣氣氛。