[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010675964.1
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111807843B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史忠旗;袁媛;魏智磊;周小楠;王波;夏鴻雁
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B38/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）漿料制備：以高殘?zhí)紭渲瑸樘荚矗瑹o水乙醇為溶劑，將高殘?zhí)紭渲蜔o水乙醇以1：（0.3~1）的摩爾比充分混合均勻，制備成粘度為60~350 mPa?s的漿料；高殘?zhí)紭渲瑸榄h(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、氨酚醛樹脂、鋇酚醛樹脂、糠醛樹脂、酚糠醛樹脂和甲基酚醛樹脂中的一種或幾種；

2）掛漿：采用聚氨酯泡沫作為模板，將聚氨酯泡沫浸漬于配制好的漿料中，充分揉搓聚氨酯泡沫使其充分掛漿，通過輥壓法排除多余漿料，在室溫下自然陰干，制得聚氨酯泡沫前驅(qū)體；

3）熱解碳化：將聚氨酯泡沫前驅(qū)體在惰性氣體氣氛中，于1000℃熱解碳化，得到具有表面致密光滑、芯部中空的三角形孔筋的泡沫碳骨架；

4）燒結(jié)：在燒結(jié)爐中的坩堝底部鋪一層SiO粉，將步驟3）制得的泡沫碳骨架置于坩堝中部，在惰性氣體氣氛中于1650℃~1850℃保溫處理2~6h，使SiO蒸汽與泡沫碳骨架進行原位氣固碳熱還原反應(yīng)形成輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，采用的聚氨酯泡沫的規(guī)格為20-65 PPI。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟3）中，熱解碳化是在氬氣氣氛下，自室溫起，以1℃/min升溫至1000℃，保溫2~4h完成的。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟4）中，SiO粉與泡沫碳骨架的質(zhì)量比為（6~12）：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟4）中，惰性氣體采用氬氣，氬氣壓力為0.2~0.6 MPa。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟4）中，燒結(jié)是以5℃/min的升溫速率從室溫升溫至1650℃~1850℃。

7.采用權(quán)利要求1~6中任意一項所述的輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷的制備方法制得的輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于，所述輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷為三維開孔互聯(lián)網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)，具有三角形中空孔筋及光滑致密的孔筋壁；且該輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷的孔徑分布均勻且無堵孔，孔徑直徑為200~350μm，孔筋直徑為50~75μm，孔筋壁厚為3~8μm；該輕質(zhì)高強碳化硅泡沫陶瓷的抗壓強度為60~80kPa，密度為0.05~0.08g/cm³，氣孔率為97.5%~98.5%。