[发明专利]一种新型碳化硅陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种新型碳化硅陶瓷，其特征在于，用下述主料和辅料经混合造浆、造粒、压制成型、烧结制成，主料的质量百分比组成为：碳化硅粉体80-90％、硅粉6-10％和碳粉4-10％，辅料为粘结剂和分散剂，粘结剂的用量为主料总质量的1-5％，分散剂的用量为主料总质量的0.5-1％。

2.如权利要求1所述的新型碳化硅陶瓷，其特征在于，所述碳化硅粉体由碳化硅废料制得，所述硅粉由太阳能晶硅片切割液的废砂浆制得。

3.如权利要求1或2所述的新型碳化硅陶瓷，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇或/和羧甲基纤维素，分散剂为聚乙二醇、四甲基氢氧化铵、磷铝酸盐、聚丙烯酸中的一种或两种以上的组合。

4.权利要求1所述的新型碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)按比例取各原料，将碳化硅粉体、硅粉、碳粉加入去离子水中，依次加入粘结剂和分散剂，球磨混合4-10小时，成固含量50-70％的复合料浆；

(2)复合料浆经喷雾干燥，得复合造粒粉；所述喷雾干燥时的热风进口温度为200-300℃，出口温度为110-140℃，复合料浆流量为20-100kg/h；

(3)复合造粒粉经干压成型，得素坯；所述干压成型时的压力为60-200Mpa；

(4)素坯经真空烧结得新型碳化硅陶瓷，烧结温度为1600-1800℃，保温时间为2-5小时。

5.如权利要求4所述的新型碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述碳化硅粉体的制备过程为：a、将碳化硅废料用pH为1-5的酸溶液浸泡至少8小时以去除金属及氧化物杂质，再用pH＞10的碱溶液浸泡2-4小时以去除二氧化硅；b、将步骤a的产物分散于其质量0.8-1倍的水中形成悬浮液，调节悬浮液的pH≤2，搅拌6-14小时，过滤，水洗滤饼至洗涤液为中性，干燥滤饼；c、将滤饼分散于其质量2-5倍的有机溶剂中，加入滤饼质量0.5-7％的表面活性剂，搅拌6-12小时，去除有机溶剂，干燥得碳化硅粉体。

6.如权利要求5所述的新型碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇、甲苯、氯仿、四氯化碳和四氢呋喃中的一种或两种以上的组合；所述表面活性剂为铝锆偶联剂、聚乙二醇、硅烷偶联剂中的一种或两种以上的组合。

7.如权利要求5或6任一项所述的新型碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述硅粉的制备过程为：a、将太阳能硅片切割废砂浆温度调节到20～80℃，固液分离；b、将分离所得的固体添水造浆至质量浓度15-90％，后采用刮刀离心机分离；c、将分离得到的固体加水造浆至浓度为20～40wt％，并按固体质量的0.01～0.1％向浆料中添加浮选油，然后将浆料打入水力分级装置，持续鼓入空气气流，充分搅拌1-3小时后，再以100～500L/h的流速进行水流浮选，得粗硅粉；d、将粗硅粉依次进行酸洗、浓缩、烘干得到硅粉。

8.如权利要求7所述的新型碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述浮选油为松油、2#浮选油、QX-3浮选油中的一种或两种以上的组合；所述固液分离采用卧式离心机、立式离心机、沉降离心机或刮刀离心机，离心速度为500-1500r/min。

9.如权利要求4-6任一项所述的新型碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇或/和羧甲基纤维素，分散剂为聚乙二醇、四甲基氢氧化铵、磷铝酸盐、聚丙烯酸中的一种或两种以上的组合。

10.如权利要求7所述的新型碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇或/和羧甲基纤维素，分散剂为聚乙二醇、四甲基氢氧化铵、磷铝酸盐、聚丙烯酸中的一种或两种以上的组合。