[發明專利]一種新型碳化硅陶瓷材料的制備方法

在審

• 申請號: 202211429294.0
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN115894086A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 鐘啟龍;鐘航宇
• 申請（專利權）人: 湖南仁龍新材料有限公司
• 主分類號: C04B41/89
• 分類號: C04B41/89
• 代理公司: 湖南會挽專利代理事務所(普通合伙) 43286
• 代理人: 張江陵

本發明涉及碳化硅陶瓷技術領域，具體公開了一種新型碳化硅陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：取碳化硅陶瓷基體先于等離子體箱內處理，然后于310?330℃下熱處理10?20min，然后冷卻至45?55℃；再送入5?9倍的改性處理液中，超聲分散處理，處理結束、水洗、干燥。本發明碳化硅陶瓷材料通過等離子體輻照、熱活化聯合處理，提高基體的活性能，采用改性處理液處理后的基體，通過硼酸鋁晶須復合硅溶膠、稀土氧化物等原料改性，優化的基體能夠與納米復合噴涂劑協配增效，納米復合噴涂劑中的碳纖維、石墨烯復配，增強產品體系的耐磨性、導熱性，從而可協調改進產品的性能效果。

技術領域

本發明涉及碳化硅陶瓷技術領域，具體涉及一種新型碳化硅陶瓷材料的制備方法。

背景技術

SiC陶瓷不僅具有優良的常溫力學性能，如高的抗彎強度、優良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、高的抗磨損以及低的摩擦系數，而且高溫力學性能(強度、抗蠕變性等)是已知陶瓷材料中最佳的。熱壓燒結、無壓燒結、熱等靜壓燒結的材料，其高溫強度可一直維持到1600℃，是陶瓷材料中高溫強度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的，別名金剛砂。

現有的碳化硅陶瓷材料雖具有導熱性能，但是耐磨能變差，二者不能協調改進，基于此，對導熱、耐磨性能協調改進是本發明的技術點。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種新型碳化硅陶瓷材料的制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

本發明提供了一種新型碳化硅陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：取碳化硅陶瓷基體先于等離子體箱內處理，然后于310-330℃下熱處理10-20min，然后冷卻至45-55℃；

步驟二：再送入5-9倍的改性處理液中，超聲分散處理，處理結束、水洗、干燥；

步驟三：將納米復合噴涂劑噴涂至步驟二產物中，噴涂厚度為2-3mm，噴涂結束；

步驟四：最后再燒結處理，燒結溫度為1450-1550℃，燒結時間為15-25min，燒結結束，冷卻室溫，得到碳化硅陶瓷材料。

優選地，所述等離子體箱處理的功率為350-550W，處理時間為10-20min。

優選地，所述超聲分散處理的功率為500-600W，處理時間為20-30min。

優選地，所述改性處理液的制備方法為：

S01：將稀土氧化物、硅溶膠按照重量比3:1混合送入到稀土鑭總量5-9倍的鹽酸溶液中，隨后加入稀土鑭總量5-10％的添加劑，攪拌均勻；

S02：將海藻酸鈉、殼聚糖按照重量比3:1混合送入到海藻酸鈉5-8倍的去離子水中，攪拌均勻，得到復合液；

S03：向S01產物中加入總量3-5倍的復合液，攪拌混合充分，得到改性處理液。

優選地，所述鹽酸溶液的質量分數為5-10％。

優選地，所述稀土氧化物為氧化鑭稀土物。

優選地，所述添加劑的制備方法為：

S11：將2-5份烷基磺酸鈉、1-3份羧甲基纖維素加入到5-10份水中；攪拌均勻；

S12：隨后再加入2-4份硅烷偶聯劑、0.2-0.5份硼酸鋁晶須，攪拌混合，得到添加劑。

本發明的發明人發現本發明未采用改性處理液處理、未采用納米復合噴涂劑處理，產品的耐磨、導熱性能均出現顯著變差，采用本發明的納米復合噴涂劑處理、改性處理液處理，二者具有協同增效的效果，增強耐磨、導熱一體化協調改進效果；