[發明專利]一種多孔碳化硅陶瓷及低溫制備方法

有效

• 申請號: 202010538527.5
• 申請日: 2020-06-13
• 公開（公告）號: CN111548186B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李秋惠
• 申請（專利權）人: 寧波歐翔精細陶瓷技術有限公司
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/565;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/64
• 代理公司: 寧波浙成知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33268
• 代理人: 王方華

本發明涉及陶瓷材料技術領域，公開了一種多孔碳化硅陶瓷，所述多孔碳化硅陶瓷的原料包括主料、分散劑、粘結劑和去離子水；其中，按照重量份數計，所述主料包括80?90重量份的碳化硅、1?5重量份的燒結助劑、4?10重量份的造孔劑和5?10重量份的添加劑；所述燒結助劑為氧化鉀；所述造孔劑為高氯酸銨和堿式碳酸鉍的混合物；所述添加劑為氧化鈣和二氧化鈦的混合物。本發明所述多孔碳化硅陶瓷除了具有較低的燒結溫度，還具有較高的孔隙率以及較好的抗彎曲強度，實現了性能優異的多孔碳化硅陶瓷的制備，并減少了能耗。

技術領域

本發明涉及陶瓷材料技術領域，具體涉及一種多孔碳化硅陶瓷及低溫制備方法。

背景技術

多孔碳化硅陶瓷是指經高溫燒成，體內具有大量彼此連通的陶瓷材料。多孔碳化硅陶瓷因具有高溫強度高、耐腐蝕、抗氧化、較高的熱導率及微波吸收等特點，而在航空航天、汽車、機械、電子、化工、能源以及環保等領域得到廣泛的應用。

目前，已經報道的的制備多孔碳化硅陶瓷的方法，通常需要在高溫條件下進行燒結，制備過程能耗大，直接造成成本的增加，而且制備的多孔碳化硅陶瓷氣孔率低、抗彎曲強度差等。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的不足，提供了一種多孔碳化硅陶瓷及低溫制備方法。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供了一種多孔碳化硅陶瓷，所述多孔碳化硅陶瓷的原料包括主料、分散劑、粘結劑和去離子水。

其中，按照重量份數計，所述主料包括80-90重量份的碳化硅、1-5重量份的燒結助劑、4-10重量份的造孔劑和5-10重量份的添加劑。

優選的，所述燒結助劑為氧化鉀。

優選的，所述造孔劑為高氯酸銨和堿式碳酸鉍的混合物。

優選的，所述添加劑為氧化鈣和二氧化鈦的混合物。

優選的，所述分散劑為聚乙二醇，其用量為主料總重量的4-6％。

優選的，所述粘結劑為糊精，其用量為主料總重量的3-5％。

優選的，所述去離子水的用量為主料總重量的45-55％。

優選的，所述高氯酸銨與堿式碳酸鉍的質量比為1：4-10。

優選的，所述氧化鈣與二氧化鈦的質量比為3-6：1。

本發明第二方面提供了上述所述的多孔碳化硅陶瓷的低溫制備方法，所述低溫制備方法包括以下步驟：

(1)將碳化硅、燒結助劑、添加劑與分散劑、粘結劑和去離子水組成的混合液進行球磨混合，得碳化硅漿料；

(2)將所述碳化硅漿料與造孔劑攪拌混合后噴霧造粒，之后于80-150MPa下進行干壓成型，得碳化硅素坯；

(3)將所述碳化硅素坯在氬氣氣氛下進行燒結，得多孔碳化硅陶瓷。

優選的，在步驟(1)中，所述球磨時間為1-2h。

優選的，在步驟(2)中，所述噴霧造粒的條件為：進料速率為2-3kg/h，進風溫度為210-250℃，出風溫度為100-110℃。

優選的，在步驟(3)中，燒結條件為：于管式爐中，以30-40ml/min速率向爐內通入氬氣，在氬氣保護狀態下，先以2-5℃/min的速率升至600-800℃，保溫0.5-1h，再以4-8℃/min的速率升溫至1000-1100℃，保溫1-3h，之后自然冷卻至室溫，得多孔碳化硅陶瓷。