[發(fā)明專利]一種具有類鼻毛-鼻孔結(jié)構(gòu)的C/SiC復(fù)合材料的制備方法

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• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112457034A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王剛;梁鵬鵬;李紅霞;韓建燊;袁波;杜鵬輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋼南京環(huán)境工程技術(shù)研究院有限公司;中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/64;C04B38/06
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41118
• 代理人: 李娟

1.一種具有類鼻毛-鼻孔結(jié)構(gòu)的C/SiC復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：制備方法以淀粉、SiO₂為主要原料，水為溶劑，加入分散劑和發(fā)泡劑，淀粉經(jīng)過溶膠、發(fā)泡、凝膠固化、碳化后形成含二氧化硅的泡沫碳；經(jīng)過原位高溫碳熱還原反應(yīng)后，在泡沫碳的氣孔中生長大量SiC納米線，SiC納米線的生成，修飾了泡沫C的孔結(jié)構(gòu)，限制對流和輻射傳熱，顯著降低了材料的熱導(dǎo)率，具體步驟如下：

1）含硅淀粉溶膠配制：

將淀粉、二氧化硅、水和分散劑按一定比例放入行星式球磨機中球磨混合均勻得到穩(wěn)定的含二氧化硅淀粉溶膠；

2）發(fā)泡步驟：

將步驟1）得到的含二氧化硅淀粉溶膠，加入發(fā)泡劑，用攪拌機攪拌20 min，在30~45℃，靜置2 h 得到多孔溶膠；

3）凝膠固化步驟：

將步驟2）得到的多孔溶膠，水浴加熱80~100 ℃保溫40 min，110 ℃干燥至恒重，得到多孔凝膠；

4）碳化步驟：

將步驟3）得到的多孔凝膠，在氮氣或氬氣保護下600 ℃碳化至恒重，得到含二氧化硅的泡沫碳；

5）碳熱還原反應(yīng)步驟：

將步驟4）得到的含二氧化硅的泡沫碳，在氬氣保護條件下，以10~15 ℃/min的升溫速率升至1550~1850 ℃，1500~1800 ℃保溫3~10 h后隨爐冷卻,得到類鼻毛-鼻孔結(jié)構(gòu)的C/SiC復(fù)合材料。

2.如權(quán)利要求1所述的一種具有類鼻毛-鼻孔結(jié)構(gòu)的C/SiC復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟1）所述的淀粉為小麥淀粉、玉米淀粉、紅薯淀粉和高粱淀粉等淀粉中的一種或多種。

3.如權(quán)利要求1所述的一種具有類鼻毛-鼻孔結(jié)構(gòu)的C/SiC復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟1）所述的分散劑為聚丙烯酰胺、CAMTMENT FS20、四甲基乙二胺中的一種或多種。

4.如權(quán)利要求1所述的一種具有類鼻毛-鼻孔結(jié)構(gòu)的C/SiC復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟2）所述的發(fā)泡劑為十二烷基硫酸三乙醇胺、酵母、蛋清、小蘇打等發(fā)泡劑的一種或多種。

5.如權(quán)利要求1所述的一種具有類鼻毛-鼻孔結(jié)構(gòu)的C/SiC復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述的淀粉、二氧化硅、發(fā)泡劑、水和分散劑的質(zhì)量比為100：5~15 :0.5~10:80~130:0.02~1。