[发明专利]一种氧化铝-碳化硅多孔复合陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铝‑碳化硅多孔复合陶瓷的制备方法，属于无机非金属材料技术领域。本发明先将硅酸酯、异丙醇铝、醇类稀释剂、脂肪酸和表面活性剂搅拌混合后，再加入纳米铁粉和氟化钠，得混合料；将混合料超声微波加热反应后，冷却，干燥，得干燥料；将干燥料倒入模具中，于惰性气体保护状态下，缓慢升温至550～600℃，保温炭化2～4h后，继续升温至1680～1800℃，高温烧结3～5h后，随炉冷却至室温，出料，得烧结料；将所得烧结料依次经酸洗、水洗后，干燥至恒重，即得氧化铝‑碳化硅多孔复合陶瓷。本发明技术方案制备的氧化铝‑碳化硅多孔复合陶瓷具有优异的抗弯性能和抗热震性能特点。

技术领域

本发明公开了一种氧化铝-碳化硅多孔复合陶瓷的制备方法，属于无机非金属材料技术领域。

背景技术

多孔陶瓷是一种经高温烧成，含有大量开口贯通气孔的陶瓷体，它一般由骨料、粘合剂和造孔剂构成。多孔陶瓷具有密度低、渗透性强、比表面积大、隔热性能好、耐高温和耐腐烛等优点。多孔陶瓷起始于十九世纪七十年代，最初仅作为细菌过滤材料，后来随着控制细孔结构水平的提高以及各种新材质的出现，多孔陶瓷的应用范围不断扩大，使多孔陶瓷材料在气液体过滤、挣化分离、催化剂载体、工业高温烟气或热气处理、柴油发动机尾气处理、分离装置、吸声减震、生物植入材料、多孔电极材料、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等多方面得到广泛的应用。多孔材料是指具有大量的一定尺寸孔隙结构和较高比表面积的材料。孔隙结构作为有用的结构存在，比表面积、孔容和孔径分布是多孔材料性能的重要参数，这些特征可以通过制备工艺来控制。相对于连续介质材料而言，多孔材料一般具有相对密度低、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好和优异的吸附性能等特点，因而广泛地应用到航空航天、电子通讯、交通运输、原子能、医学、环保、冶金、机械、建筑、电化学和石油化工等领域，涉及吸附、分离、过滤、消音、隔热、电磁屏蔽、储能、催化反应和生物工程等诸多方面的用途，在科学技术和国民经济建设中发挥着巨大作用。

碳化硅多孔陶瓷是一种兼具结构性和功能性的陶瓷材料，其不仅具有陶瓷基体的优良性能，而且还具有较大的气孔率、气孔表面积以及可调节的气孔形状、气孔孔径尺寸及其分布、气孔在三维空间的分布及其连通性等；还具有相匹配的优良热、电、磁、光、化学等性能。而具有大孔结构的碳化桂陶瓷的较引人注目的应用则是其可在严苟的环境条件下作为气体、液体（如溶融金属）、固体颗粒的过滤材料，催化剂载，其它也可以应用于太阳能受体材料，物理与化学传感器等。而传统碳化硅多孔陶瓷产品脆性大，抗热震性能不佳，而采用有机泡沫浸渍法制备的产品在制备过程中由于有机物加热分解产生较多的缺陷结构，导致产品脆性和抗热震性能始终无法有效提高的弊端，因此，如何使碳化硅多孔陶瓷发挥更好的性能成为了本技术领域亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统碳化硅多孔陶瓷产品脆性大，抗热震性能不佳，而采用有机泡沫浸渍法制备的产品在制备过程中由于有机物加热分解产生较多的缺陷结构，导致产品脆性和抗热震性能始终无法有效提高的弊端，提供了一种氧化铝-碳化硅多孔复合陶瓷的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种氧化铝-碳化硅多孔复合陶瓷的制备方法，具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，依次取100～150份硅酸酯，10～20份醇铝盐，40～60份醇类稀释剂，1～3份纳米铁粉，1～3份氟化钠，20～30份脂肪酸，6～8份表面活性剂，先将硅酸酯、异丙醇铝、醇类稀释剂、脂肪酸和表面活性剂搅拌混合后，再加入纳米铁粉和氟化钠，得混合料；

（2）将混合料超声微波加热反应后，冷却，干燥，得干燥料；

（3）将干燥料倒入模具中，于惰性气体保护状态下，缓慢升温至550～600℃，保温炭化2～4h后，继续升温至1680～1800℃，高温烧结3～5h后，随炉冷却至室温，出料，得烧结料；

（4）将所得烧结料依次经酸洗、水洗后，干燥至恒重，即得氧化铝-碳化硅多孔复合陶瓷。