一种碳化硅多孔陶瓷及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113979765A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111137568.4C04B35/81(2006.01)(22)申请日2021.09.27C04B38/00(2006.01)(71)申请人武汉拓普准晶新材料有限公司地址430000湖北省武汉市东湖新技术开发区茅店村博瀚科技光电子信息产业基地4栋8层08号01室(72)发明人钟启龙朱忠铜李若普朱萱哲李哲宇(74)专利代理机构武汉知产时代知识产权代理有限公司42238代理人王佩(51)Int.Cl.C04B35/80(2006.01)C04B35/565(2006.01)C04B35/65(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种碳化硅多孔陶瓷及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种碳化硅多孔陶瓷及其制备方法。制备方法包括如下步骤：将粉石矿和碳粉混合球磨；将混合料压制成型后放置进1850～2000℃连续作业恒温碳管炉中加热生成碳化硅晶须；将所述碳化硅晶须与短切碳纤维、单质硅和粘结剂，以无水乙醇为球磨介质，进行湿混球磨；烘干得粉料；将粉料过筛后进行加热挤压成型材，然后放入高温真空热等静压机中，逐步升温至1900℃并进行氮气保护的同时充入气态硅，保温3小时，得到碳化硅纤维多孔陶瓷体。本发明短切碳纤维、单质硅原位进行反应烧结，和碳化硅晶须在升温过程中的晶须生长，相互弥合生长，使生胚烧结成致密化、且体积不变的碳化硅多孔陶瓷。CN113979765ACN113979765A权利要求书1/1页1.一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将粉石矿和碳粉按一定质量比混合球磨；S2：将混合料压制成型后放置在石墨推舟中；S3：将石墨推舟放置进1850～2000℃连续作业恒温碳管炉中加热4小时后生成碳化硅晶须；S4：将所述碳化硅晶须与短切碳纤维和单质硅，以无水乙醇为球磨介质，进行湿混球磨；S5：将球磨后的浆料完全烘干得粉料；S6：将粉料过筛后备用；S7：将过筛后的粉料进行加热挤压成型材，压制成产品生胚；S8：将产品生胚放入高温真空热等静压机中，逐步升温至1900℃并进行氮气保护的同时充入气态硅，保温3小时，得到碳化硅纤维多孔陶瓷体。2.如权利要求1所述的一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S1中，粉石矿和碳粉的质量比为3：2。3.如权利要求1所述的一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S4中，还包括粘结剂，碳化硅晶须:短切碳纤维:单质硅:粘结剂的质量比为17:1～2:1～2:0～1。4.如权利要求1所述的一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S4中，粘结剂包括无水乙醇和树脂。5.如权利要求4所述的一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：所述树脂包括酚醛树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的至少一种。6.如权利要求1所述的一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S4中，球磨采用的磨球和球磨罐均采用SiC材质，球料比为3:2，无水乙醇刚淹没粉末和球，总量不超过球磨罐的2/3体积，采用行星式球磨机，转速200rpm，球磨时间4小时。7.如权利要求1所述的一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S5中，浆料放置在鼓风干燥箱中，加热并保持在60℃直至完全烘干。8.如权利要求1所述的一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S6中，将粉体进行100目过筛。9.如权利要求1所述的一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S7中，加热挤压的压力为15～20Mpa。10.一种采用如权利要求1‑9任一项所述的制备方法制备的碳化硅多孔陶瓷的。2CN113979765A说明书1/5页一种碳化硅多孔陶瓷及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种碳化硅多孔陶瓷及其制备方法。背景技术[0002]关于多孔碳化硅陶瓷【注：这里的多孔是烧结过程中自然形成的，和蜂窝碳化硅陶瓷有区别，蜂窝碳化硅陶瓷属于蜂窝体】，目前比较通用的方案是采用不同粒径的碳化硅微粉，然后以较大粒径的碳化硅微粉形成骨架和孔隙、以小粒径碳化硅微粉为填充，通过严格控制大小粒径及数量，以及烧结温度(温度不能高也不能低，低则反应不充分，达不到好的连接效果，强度差；高则晶粒变大，使孔径变小或堵塞)，来保障生成的碳化硅板保持孔径，生产工艺要求严格，产成率低。[0003]而对于致密的碳化硅陶瓷，为了达到高致密度(致密度越高，强度越高)，目前比较通用的方案是采用更小粒度的碳化硅微粉，因为粒度越小，间隙越小，才便于生成更致密的碳化硅，而微粉加工的粒度越小，成本越高，而且在加工中会存在逃逸难以收集，在混料中又会产生团聚，因此需要加入更多的粘结剂、分散剂、烧结助剂等，这些成