[发明专利]一种孔隙率高的碳化硅多孔陶瓷制备方法

说明书

本发明公开了一种孔隙率高的碳化硅多孔陶瓷制备方法，其特征在于，用硅树脂对莫来石和丝瓜络进行改性，其三维网状结构会将莫来石颗粒和丝瓜络管状纤维包覆在其中，形成互相穿插的三维结构，当温度高于600℃时，硅树脂主链发生降解形成SiO₂保留在陶瓷样品中，同时保留了丝瓜络的管状结构，可以形成互相穿插的孔隙结构，进一步增大了陶瓷的孔隙率；另一方面，硅树脂主链发生降解形成SiO₂保留在陶瓷样品后，可以起到粘结骨料的作用，减少裂纹和残余应力等缺陷，结合莫来石的支撑、融合作用，改善陶瓷粉末颗粒的烧结性能，提高强度。

技术领域

本发明属于陶瓷制造技术领域，具体涉及一种孔隙率高的碳化硅多孔陶瓷制备方法。

背景技术

碳化硅多孔陶瓷是一种以碳化硅为主要骨料，加以其他陶瓷粘接剂和造孔剂经高温烧结而成，具有三维立体网络结构骨架的新型陶瓷。主要优势为高孔隙率、高比较面积、高抗弯强度等。由于碳化硅多孔陶瓷具有以上优点，使得碳化硅多孔陶瓷成为一种绿色材料，被广泛应用于墙体材料、建筑材料、化工催化载体、吸声减震、净化分离、等诸多领域。由于其种类繁多，根据孔径的大小可分为粗孔（孔径大于 500μm）、 大孔（孔径在 100-500μm之间）、中孔（孔径在 10-100μm 之间）、小孔（孔径在 1-10μm）、细孔（孔径在 0.1-1μm）、微孔（孔径在 0.01-0.1μm）及纳米（孔径在 0.1μm-10nm）孔等不同孔径大小的多孔陶瓷；根据孔的特征结构可分为网孔型和泡沫型；根据孔径的开孔情况可分为闭孔型和开孔型；根据孔径分布排列的不同可分为蜂窝状多孔陶瓷与泡沫状多孔陶瓷。然而，如何研制出既有高的孔隙率，又有较高抗弯强度的多孔陶瓷是一个有待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种孔隙率高的碳化硅多孔陶瓷制备方法，不仅可以得到高的孔隙率，同时还具备较高的抗弯强度。

本发明通过以下技术方案实现：

一种孔隙率高的碳化硅多孔陶瓷制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将以重量份计的5-10份丝瓜络放入30-50份的稀盐酸溶液中浸泡15-25h，然后煮10-30min后，滤掉溶液，将丝瓜络反复清洗至中性后放入烘箱，在70-100℃下烘干10-15h，得到处理过的干丝瓜络；

（2）将步骤（1）所得干丝瓜络加入到30-50份水溶性酚醛树脂中，充分浸没20-30h，将浸渍过后的丝瓜络取出，放入烘箱中，在90-110℃温度下烘干8-10h；然后将其转入到高温电阻炉里面，在180-220℃下预氧化1-3 h，通入保护气体 N₂，在500-600 ℃下炭化5-15min；

（3）将10-20份莫来石在80-120℃下真空干燥10-20h，去除水分后，加入8-15份硅树脂粉末和步骤（2）所得物进行球磨混合10-20h，让莫来石和丝瓜络表面均匀地吸附硅树脂涂层；

（4）将80-120份碳化硅球磨10-15h后，与步骤（3）所得物混合球磨1-3h，待混合物混合均匀后，称取一定量的混合物，利用干法压片机压制成型，其成型压力为 20-40MPa，保压时间为1-3min；

（5）将步骤（4）所得压制好的样品置于80-120℃的烘箱中放置10-15h后，转入到马弗炉中进行升温烧制，升温速率为3-5℃/min,当温度达到250-350℃时保温1-2h，600-800℃时保温1-2h，1200-1400℃时保温1-2h，最后以4-6℃/min的速率冷却至室温即可。

进一步的，步骤（1）所述稀盐酸溶液质量分数为5-10%。

进一步的，步骤（2）所述水溶性酚醛树脂固含量为20-30%。

进一步的，步骤（2）所述N₂ 的速率控制在0.4-0.7 L/min。