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*CN102010222A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102010222A(43)申请公布日2011.04.13(21)申请号201010525702.3(22)申请日2010.10.29(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人杨建锋刘荣臻鲍崇高谷文炜鲁元乔冠军金海云(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人朱海临(51)Int.Cl.C04B38/00(2006.01)C04B35/565(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1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，其特征在于，按重量百分数，包括下述组分：碳化硅粉末30％～45％、碳粉粉末5％～10％、硅粉35％～50％以及粘接剂酚醛树脂3％～12％。先将碳化硅粉末、碳粉以及硅粉粉末球磨湿混，得到混合粉末，加入粘接剂酚醛树脂造粒，模压成型，然后将成型生坯烘干后，放入空气炉中排胶。排胶完成后将其按照反应烧结工艺烧结，将反应烧结得到的制品在2000℃以上的高温下进行再结晶处理及排硅，得到单一物相的多孔碳化硅材料。本发明制备的多孔碳化硅材料具有孔隙度可控、强度高，耐腐蚀性和热稳定性好的特点，可广泛用作高温气氛及腐蚀性气氛下的过滤材料，也可以用作化学反应的载体材料以及高温隔热。CN102ACCNN102010222102010224AA权利要求书1/1页1.一种碳化硅多孔陶瓷，其特征在于，按重量百分数，包括下述组分：碳化硅粉末30％～45％、碳粉粉末5％～10％、硅粉35％～50％以及粘接剂酚醛树脂3％～12％。2.如权利要求1所述碳化硅多孔陶瓷，其特征在于，所述碳化硅粉末为α-SiC含量＞98％的粉料，平均粒径在10～30μm。3.如权利要求1所述碳化硅多孔陶瓷，其特征在于，所述硅粉为粒径为10～200μm的商业硅粉，杂质百分含量小于1wt％。4.如权利要求1所述碳化硅多孔陶瓷，其特征在于，所述碳粉为纳米碳黑N330。5.如权利要求1所述碳化硅多孔陶瓷，其特征在于，所述粘接剂酚醛树脂固含量大于86wt％。6.一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)按重量百分数，将下述组分：碳化硅粉末30％～45％、碳粉粉末5％～10％、硅粉35％～50％、酚醛树脂3％～12％分别称量，先将碳化硅粉末、碳粉粉末以及硅粉三种原料用无水乙醇作为分散剂湿法球磨制备成混合粉末；将混合粉末干燥后加入用无水乙醇完全溶解的酚醛树脂，搅拌均匀后造粒；(2)将上述造粒料装入模具型腔内，模压成型；将压制好的生坯于140℃干燥固化；(3)成型好的试样在真空烧结炉中升温至1450℃～1550℃进行反应烧结获得预烧结体，烧结时间为0.5～1h，烧结气氛为氮气气氛；(4)将预烧结体置于感应烧结炉中加热至2000℃～2300℃，保温10～30min，实现排硅和晶粒的再结晶过程，即可得到孔隙率可调的单相的多孔碳化硅陶瓷。7.如权利要求6所述碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述造粒的粒度为80～240目筛，模压成型压力为60～140MPa。2CCNN102010222102010224AA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]本发明涉及一种多孔陶瓷及制备方法，特别涉及一种碳化硅多孔陶瓷及其制备方法。背景技术[0002]碳化硅多孔陶瓷具有热膨胀系数低、密度低、耐高温、耐腐蚀、抗氧化性和抗热震性好等特点，广泛用作隔热材料、过滤材料、化学催化剂载体以及保温隔音材料等等。常见的工艺方法有如下几类：[0003]1)添加造孔剂法，如佘继红等人以碳化硅、氧化铝和碳粉为原料，以碳粉为造孔剂，压制成生坯后在空气炉中高温氧化，使碳化硅表面形成氧化硅，氧化硅与氧化铝形成莫来石相连接碳化硅颗粒，制备孔隙率可控的多孔碳化硅(详见SheJH，YangJF，Naokokondo，eta1.Highstrengthporoussiliconcarbideceramics.Jmatersci，2002，37：3615)[0004]2)模板复制法，如朱新文等人以软质聚氨酯海绵为模板，使用碳化硅浆料浸渍模板，养护试样后，在110℃下干燥，然后在600℃下烧掉有机泡沫体，经过800℃对素坯预烧，再次用相同组分的低粘度浆料进行浸渍干燥涂覆等处理，最后在高温下烧成得到多孔碳化硅陶瓷(详见朱新文，江东亮，谭洪寿，张兆泉等.孔结构可控的网眼多孔陶瓷的制备.无机材料学报，2002，17：80)。[0005]3)发泡法，如Kim等人用聚碳硅烷，用物理方法发泡(饱和CO2)制成聚碳硅烷泡沫，然后将聚碳硅烷裂解