[发明专利]一种Sialon结合SiC多孔材料的制备方法

说明书

一种Sialon结合SiC多孔材料的制备方法，包括：称取60～80重量份SiC粉、10～20重量份活性氧化铝粉和5～15重量份金属硅粉，入球磨机研磨3h制得原料粉体；称取40～60重量份坯体增强剂，0.1～1.0质量份分散调凝剂，0.1～1.0质量份硅烷偶联剂与原料粉体搅拌均匀制得原料浆料；称取25重量份1wt％三萜皂甙植物发泡剂溶液高速搅拌制得泡沫；将泡沫与原料浆料搅拌均匀制得泡沫浆料；泡沫浆料注模成型、干燥、1400℃下氮化制得Sialon结合SiC多孔材料。其中，SiC粉粒度325目及以下，金属Si粉粒度200目及以下，活性氧化铝粉为ρ‑Al₂O₃，坯体增强剂为聚乙烯醇、木质素磺酸钙和淀粉中的一种或其复合的水溶液，分散调凝剂为碳酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、碳酸锂中的一种或其复合。

技术领域

本发明属于多孔材料技术领域，具体涉及一种Sialon结合SiC多孔材料的制备方法。

背景技术

SiC材料机械性能优异，化学稳定性好，耐腐蚀、抗侵蚀，热震稳定性好，是极为重要的高温结构材料。SiC的Si-C键为键力极强的共价键，常规方法极难烧结，通常添加烧结助剂或采用反应烧结方法制备SiC材料，由此而得硅酸盐结合SiC、氧化物结合SiC、莫来石结合SiC、Si3N4结合SiC等各种SiC制品，其中Sialon结合SiC性能最好，高温强度高，抗热冲击性好，抗氧化性、耐熔体与酸碱侵蚀性强等。

SiC多孔材料气孔率高，渗透性好，隔音隔热性能好，在工业与高科技领域有着广泛应用，遍及冶金、化工、电子、能源、航空、环保、生物等多个领域。例如，可用作高温气体净化器、固体颗粒与熔融金属过滤器、热交换器、传感器、保温隔热材料，以及汽车尾气的催化剂载体等。

多孔材料的制备方法有添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法(复制法)和发泡法等。关于SiC多孔材料的制备已有一些研究论文和专利，如：

期刊《硅酸盐学报》2004年第34卷第2期第107页至第112页公开了刘岩等撰写的“金属过滤器用高性能SiC泡沫陶瓷的制备”的文章，以Al2O3、膨润土和硅溶胶为烧结助剂，聚氨酯泡沫为模板，D50分别为15.8μm和7.4μm的SiC粉体为原料，经2次挂浆制得抗弯强度达2.87MPa、平均孔径约3mm、抗热震性良好的SiC泡沫陶瓷。

期刊《中国陶瓷工业》2013年第20卷第1期第9页至第11页公开了郭兴忠等撰写的“淀粉为造孔剂制备SiC多孔材料”的论文，报道了以微米SiC为基体，氧化铝和氧化钇为烧结助剂，淀粉为造孔剂，采用无压烧结技术制备SiC多孔材料。

“高温除尘用复合SiC多孔材料制备及性能研究”(白成英，海南大学硕士学位论文，2014年)，利用原位反应结合技术分别制备并研宄了二氧化硅、莫来石、堇青石结合SiC多孔复合陶瓷。

专利(公开号：CN103058708A)报道了一种低热导率氮化硅结合SiC多孔材料的制备方法，其制备工艺是：1)将SiC细粉、水、分散剂和用于凝胶注模成型的单体、交联剂球磨混合得到均匀的浆料；2)在浆料中加入适量发泡剂，将浆料机械搅拌得到泡沫浆料，向泡沫浆料中依次加入适量引发剂和催化剂，并快速浇注于模具中；3)浆料固化后，脱模得到坯体，坯体先后在恒温恒湿箱和普通烘箱中干燥；4)干燥后的坯体先在空气气氛炉内进行排胶，然后在氮气气氛炉内进行烧结，最终得到Si3N4结合SiC多孔材料，可用于铝电解槽外围保温材料。

但是，迄今尚未见关于Sialon结合SiC多孔材料的研究报道。

发明内容

本发明为一种Sialon结合SiC多孔材料的制备方法，工艺简单，操作方便，所制得的Sialon结合SiC多孔材料体积密度小(不大于0.5g/cm³)，导热系数低(1000℃的导热系数不大于0.25w/(m·k))，气孔呈球形，独立、封闭态，分布均匀，大小约0.5～1mm，主要用于高温与腐蚀性气氛的保温隔热。