[发明专利]活性炭硅化法制备多孔碳化硅陶瓷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备多孔碳化硅陶瓷的简单技术，属于低成本的制备技术领域。

背景技术

多孔陶瓷具有十分广泛的实际应用前景，如用作熔融金属或热气体的过滤器，医学临床的病菌等微生物过滤，超滤分离血清蛋白；化学反应过程的过滤膜；催化剂或酶的载体等。

碳化硅多孔陶瓷是一种内部结构中有很多孔隙的新型功能材料。由于具有低密度、高强度、高孔隙率、高渗透性、比表面积大、抗腐蚀、抗氧化、良好的隔热性、抗热震性和耐高温性等特点,碳化硅多孔陶瓷在一般工业领域及高科技领域得到了越来越广泛的应用。

制备碳化硅多孔陶瓷有多种工艺方法 ,包括添加造孔剂工艺，发泡工艺，有机泡沫浸渍工艺，溶胶-凝胶工艺等。但这些方法都比较复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种活性炭硅化法制备多孔碳化硅陶瓷的方法，以活性炭和碳化硅粉末为原料，通过硅化法使活性炭和碳化硅粉末结合，通过调节活性炭和碳化硅粉末的比例，可获得不同孔隙率的微孔碳化硅多孔陶瓷，该方法可连续生产，并适用于工业规模。

本发明的技术方案：一种活性炭硅化法制备多孔碳化硅陶瓷方法，包括以下步骤：

首先，将活性炭和碳化硅粉末按质量比为0.5~3：1混合均匀，并模压成型，获得生坯；

然后，将生坯放入真空烧结炉中，并在500-800℃的条件下预烧结0.5-2hr，获得预烧结坯；

最后，将预烧结坯放入真空烧结炉中，在预烧结坯坯料周围撒上硅粉，所述硅粉为预烧结坯坯料质量的2~9%，并在1300-1700℃的条件下烧结0.5~3hr，获得遗传有活性炭微孔的多孔碳化硅陶瓷。

本发明的有益效果：本发明利用活性炭硅化法制备的多孔碳化硅陶瓷具有较高的结合强度，属于低温原位反应的方法，工艺简单，成本低，可规模化生产。

具体实施方式

实施例1

一种活性炭硅化法制备多孔碳化硅陶瓷方法，包括以下步骤：

首先，将活性炭和碳化硅粉末按质量比为0.5：1混合均匀，并模压成型，获得生坯；

然后，将生坯放入真空烧结炉中，并在500℃的条件下预烧结2hr，获得预烧结坯；

最后，将预烧结坯放入真空烧结炉中，在预烧结坯坯料周围撒上硅粉，所述硅粉为预烧结坯坯料质量的2%，并在1300℃的条件下烧结3hr，获得遗传有活性炭微孔的多孔碳化硅陶瓷。

实施例2

一种活性炭硅化法制备多孔碳化硅陶瓷方法，包括以下步骤：

首先，将活性炭和碳化硅粉末按质量比为3：1混合均匀，并模压成型，获得生坯；

然后，将生坯放入真空烧结炉中，并在800℃的条件下预烧结0.5hr，获得预烧结坯；

最后，将预烧结坯放入真空烧结炉中，在预烧结坯坯料周围撒上硅粉，所述硅粉为预烧结坯坯料质量的9%，并在1700℃的条件下烧结0.5hr，获得遗传有活性炭微孔的多孔碳化硅陶瓷。

实施例3

一种活性炭硅化法制备多孔碳化硅陶瓷方法，包括以下步骤：

首先，将活性炭和碳化硅粉末按质量比为1：1混合均匀，并模压成型，获得生坯；

然后，将生坯放入真空烧结炉中，并在600℃的条件下预烧结1hr，获得预烧结坯；

最后，将预烧结坯放入真空烧结炉中，在预烧结坯坯料周围撒上硅粉，所述硅粉为预烧结坯坯料质量的5%，并在1500℃的条件下烧结1.5hr，获得遗传有活性炭微孔的多孔碳化硅陶瓷。

实施例4

一种活性炭硅化法制备多孔碳化硅陶瓷方法，包括以下步骤：

首先，将活性炭和碳化硅粉末按质量比为2：1混合均匀，并模压成型，获得生坯；

然后，将生坯放入真空烧结炉中，并在700℃的条件下预烧结1.5hr，获得预烧结坯；

最后，将预烧结坯放入真空烧结炉中，在预烧结坯坯料周围撒上硅粉，所述硅粉为预烧结坯坯料质量的7%，并在1400℃的条件下烧结2hr，获得遗传有活性炭微孔的多孔碳化硅陶瓷。

实施例4

一种活性炭硅化法制备多孔碳化硅陶瓷方法，包括以下步骤：

首先，将1g活性炭和1g碳化硅粉末混合均匀模压成型，获得生坯；

然后，将生坯放入真空烧结炉中，并在700℃的条件下预烧结1.5hr，获得预烧结坯；

最后，将预烧结坯放入真空烧结炉中，在预烧结坯坯料周围撒上硅粉，所述硅粉为预烧结坯坯料质量的8%，并在1600℃的条件下烧结1hr，获得遗传有活性炭微孔的多孔碳化硅陶瓷。