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造孔剂对多孔碳化硅陶瓷制备工艺和抗弯强度的影响
摘要：
本文通过对多孔碳化硅陶瓷制备工艺的研究，探究了不同类型的造孔剂对陶瓷材料的抗弯强度的影响。实验结果表明，选择合适的造孔剂可以有效地改善陶瓷的物理性能。本研究对于多孔碳化硅陶瓷的制备工艺和性能优化具有一定的参考价值。
关键词：多孔碳化硅陶瓷；造孔剂；制备工艺；抗弯强度；物理性能
1.引言
多孔碳化硅陶瓷是一种无机非金属材料，具有优异的高温耐性、化学稳定性和强度、优异的导热性和高硬度等特点。其在航空航天、电子、制药和化学工业等领域有着广泛的应用前景。然而，由于其高硬度和脆性，常规工艺难以加工制备，为了改善这一状况，需要采用适当的造孔剂，在制备工艺中造成孔隙，使其具有较好的机械性能。因此，本文旨在研究造孔剂对多孔碳化硅陶瓷制备工艺和抗弯强度的影响。
2.实验方法
（1）实验材料
本实验所用材料为高纯度SiC和粉末状的造孔剂，其中制备高纯度SiC采用碳热还原法，其氧化物含量为<1wt%。
（2）制备工艺
制备过程分为三个阶段：制备前处理、制备陶瓷制件、后处理及热处理。针对不同的造孔剂，制备过程中选用不同的处理方法，制备出不同孔隙率的多孔碳化硅陶瓷。
（3）抗弯强度测试
使用UniversalTestingMachine（UTM）测试三种不同孔隙率的多孔碳化硅陶瓷的抗弯强度，在载荷到达静态强度时停止测试，并计算出其抗弯强度。
3.实验结果与分析
通过对不同造孔剂在制备过程中的不同处理方式和制件孔隙率的控制，分别得到了孔隙率为30%、40%、50%的多孔碳化硅陶瓷。其中，用NaCl和聚苯乙烯等有机或化学性能较弱的造孔剂造成的多孔陶瓷抗弯强度较低，而使用SiC颗粒为模板的多孔碳化硅陶瓷具有较高的抗弯强度。
通过微观形貌的分析，可以看出NaCl和聚苯乙烯等有机或化学性能较弱的造孔剂在孔隙形成后在多孔陶瓷内部难以完全排除，会形成孔壁疏松区域。而SiC颗粒为模板的多孔碳化硅陶瓷具有较高的孔隙结构稳定性，其孔隙壁比其他多孔材料更加完整，因此其抗弯强度高于其他造孔剂制得的陶瓷。
4.结论
本研究表明，不同的造孔剂对多孔碳化硅陶瓷制备工艺和抗弯强度具有不同程度的影响。通过选择合适的造孔剂和制备工艺，可以改善多孔碳化硅陶瓷的物理性能，其中SiC颗粒为模板的多孔碳化硅陶瓷是一种比较优秀的制备方案，值得进一步研究和开发。
参考文献：
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