[发明专利]一种碳化硅泡沫陶瓷波纹板及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅泡沫陶瓷波纹板的制备方法，其特征在于：以固体颗粒粉末和具有较高产碳率的高分子材料为原料，利用有机泡沫浸渍工艺并结合模压方法制备波纹板前驱体，热解、烧结，具体制备过程如下：

(1)原料准备

将固体颗粒粉末、高分子材料、固化剂按质量百分比例为(70wt％～20wt％)∶(20wt％～70wt％)∶(1wt％～10wt％)共溶于有机溶剂中，经机械搅拌后球磨，过滤，得料浆，所述料浆溶液溶质为总质量的5～80％；

固体颗粒粉末是碳化硅粉、硅粉或者二者混合粉末；高分子材料选自环氧树脂、酚醛树脂和糠醛树脂之一种或几种；固化剂为：对甲苯磺酸、五洛脱品、草酸或柠檬酸；有机溶剂为乙醇或甲醛；

有机泡沫采用聚氨酯海绵泡沫，泡沫孔径在10PPi～80PPi之间选择；

(2)波纹成型

将上述原料均匀涂敷在有机泡沫上，然后铺在加热的对开成型模具的一面上后合模固化，成为模具形状的波纹形状；或者，采用加热的波纹对辊，将涂敷后的有机泡沫在对辊间挤压固化成型为具有波纹形状，对开成型模具或波纹对辊的预热温度为120～180℃，波纹形状根据实际情况由模具形状控制；

(3)浸渍

将步骤(2)得到的波纹板片继续在步骤(1)中准备好的料浆中浸泡，取出并通过离心、气吹的方法去除多余料浆，保持泡沫开孔，烘干固化，然后重复上述过程多遍次，得到所需体积分数的有机高分子前驱体，其中碳化硅泡沫陶瓷的体积分数控制在10～70％之间，其中烘干固化温度为120～180℃；

(4)热解

将有机高分子前驱体在氩气、氮气或其它惰性气体的保护气氛下，或者在真空条件下热解，生成碳质波纹板片，升温速率每分钟1～10℃，升温至800～1200℃，保温0.5～2小时；

(5)液相反应熔渗

将热解得到的碳质波纹板片进行反应熔渗烧结，反应烧结熔渗中选用的原料 为硅，在氩气、氮气或其它惰性气体的保护气氛下烧结渗硅，或者在真空条件下进行烧结渗硅，升温速率为每分钟5～15℃，熔体温度为：1600～1900℃，保温0.5～5小时，得SiC泡沫陶瓷波纹板；

所述泡沫陶瓷材质为SiC和Si，按重量分数计，其成份由90％～98％的碳化硅和10％～2％的硅组成；泡沫陶瓷板片的形状是由三角形或圆滑波形组成的波纹板；

碳化硅泡沫陶瓷材料以多边型封闭环为基本单元，各基本单元相互连接形成三维连通网络结构，单元孔径在10PPi～80PPi，体积分数控制在10～70％之间；

材料板片具有褶皱状的波纹形状，波纹形状是三角形或者圆滑波形；波纹尺寸结构可调。