[发明专利]一种无硼或稀土元素的致密碳化硅陶瓷的制备方法有效
申请号: | 201510323350.6 | 申请日: | 2015-06-12 |
公开(公告)号: | CN104926309B | 公开(公告)日: | 2016-10-12 |
发明(设计)人: | 刘桂玲;苏碧哲;黄政仁;刘学建;陈忠明;杨勇;姚秀敏 | 申请(专利权)人: | 中国科学院上海硅酸盐研究所 |
主分类号: | C04B35/565 | 分类号: | C04B35/565;C04B35/622 |
代理公司: | 上海瀚桥专利代理事务所(普通合伙) 31261 | 代理人: | 曹芳玲;郑优丽 |
地址: | 200050 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 稀土元素 致密 碳化硅 陶瓷 制备 方法 | ||
1.一种无硼或稀土元素的致密碳化硅陶瓷的制备方法,其特征在于,包括:
1)将铝源、碳源、碳化硅粉体和无水乙醇均匀混合后烘干、研磨过筛后得到混合粉体,并采用混合粉体压制得到陶瓷素坯;
2)将陶瓷素坯在真空、650℃~1050℃下加热裂解;
3)将热裂解后的陶瓷坯体在氮气气氛、1550℃~1750℃下进行碳热还原反应;
4)将碳热还原反应后的陶瓷素坯在惰性气氛、2050℃~2300℃下烧结得到致密碳化硅陶瓷。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铝源为铝溶胶或氧化铝粉体。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述碳源为酚醛树脂或炭黑,所述陶瓷素坯中按重量百分比计算,氧化铝为0.6~10 wt%,碳源为2.4~31.7wt%酚醛树脂或者0.7~9.5wt%炭黑。
4.根据权利要求1-3中任一所述的制备方法,其特征在于,所述碳化硅粉体的平均粒径为亚微米级。
5.根据权利要求1-4中任一所述的制备方法,其特征在于,加热裂解的工艺参数包括:以1℃/分钟~4℃/分钟的升温速率,升温到650℃~1050℃,保温时间为0.5小时~4小时,热裂解过程中的气氛为真空。
6.根据权利要求1-5中任一所述的制备方法,其特征在于,碳热还原反应的工艺参数包括:以2℃/分钟~10℃/分钟的升温速率,升温到1550℃~1750℃,保温时间为3小时~10小时,碳热还原反应过程中的气氛为氮气。
7.根据权利要求1-6中任一所述的制备方法,其特征在于,烧结过程中,升温到2050℃~2300℃,保温时间为0.5小时~4小时。
8.根据权利要求1-7中任一所述的制备方法,其特征在于,所述致密碳化硅陶瓷为氮化铝和碳掺杂的碳化硅陶瓷,其中,以重量百分比计算,氮化铝为0.5~8wt%,碳为0.5~6wt%,其余为碳化硅。
9.根据权利要求1-8中任一所述的制备方法,其特征在于,氮化铝固溶于碳化硅中。
10.根据权利要求1-9中任一所述的制备方法,其特征在于,所述致密碳化硅陶瓷的致密度能够达到94%~99.7%。
11.根据权利要求1-10中任一所述的制备方法,其特征在于,所述致密碳化硅陶瓷中不含有中子吸收截面大的硼或稀土元素。
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