[发明专利]一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法

权利要求书

1.一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法以金属硅粉和阻碍热量传递的遮光剂为主要原料，并引入大量气孔，之后在氮化助剂作用下进行氮化，使金属硅转变为α相氮化硅纤维，纤维间弥散分布着遮光剂颗粒，形成一种低热导率氮化硅隔热材料，具体步骤如下：

1）稳定浆料的配制：

将金属硅粉、遮光剂、氮化助剂、分散剂、水、单体、交联剂球磨混合均匀，得到稳定的金属硅浆料；金属硅粉的加入量占粉体质量的60%～90%、遮光剂的的加入量占粉体质量的10%～40%；氮化助剂、分散剂、水、单体、交联剂的加入量分别为粉体质量的1~5%、0.002~0.02倍、0.2~1倍、0.02~0.2倍、0.002~0.02倍；

2）多孔坯体的制备成型：

在步骤1）所得的金属硅浆料中加入发泡剂、稳泡剂搅拌发泡，或者在步骤1）所得的金属硅浆料中加入造孔剂，使金属硅浆料体积增大2~4倍；然后再在体积增大后的金属硅浆料中加入引发剂和催化剂，并快速浇注于模具之中，静置待其固化成型后脱模，得到多孔生坯；

3）干燥

将步骤2）所制得的多孔生坯先自然放置干燥，再放入烘箱升温至120℃干燥，除去其中的自由水，得到干燥的坯体；

4）氮化烧结

将步骤3）所制得的干燥坯体放入氮化炉中进行氮化烧结，得到低热导率氮化硅隔热材料。

2.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述金属硅粉的平均粒径在1~100微米。

3.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述的遮光剂为硅酸锆粉、氧化锆粉、氧化钛粉、六钛酸钾晶须中的一种，遮光剂的平均粒径在0.1~10微米。

4.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述氮化助剂为铁粉、铁盐、镍盐中的一种。

5.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述分散剂为聚乙二醇、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、四甲基氢氧化铵中的一种。

6.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羧甲基丙烯酰胺中的一种。

7.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺、丙烯基丙烯酸甲酯中的一种。

8.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述发泡剂为十二烷基溴化铵、十二烷基硫酸铵、柠檬酸铵中的一种；所述的稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素中的一种；发泡剂、稳泡剂的加入量分别为粉体质量的0.02~0.2倍、0.01~0.1倍。

9.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述造孔剂为聚苯乙烯球、塑料球、碳粉、锯末中的一种。

10.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵；所述的催化剂为N,N,N’,N’–四甲基乙二胺；所述的引发剂和催化剂加入量分别为粉体质量的0.05~0.5倍、0.05~0.5倍。