[发明专利]一种SiC改性的多孔高铝陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种SiC改性的多孔高铝陶瓷材料及其制备方法，在高铝陶瓷中引入包裹型碳化硅，采用氧化气氛烧结或氧化/还原气氛分温度段烧制两种烧结工艺，获得含有分布均匀的闭气孔、平均孔径3.9～5.5um、强度265～336MPa、膨胀系数低、抗热震综合性能佳的高性能高铝陶瓷材料；并有效降低了高铝陶瓷的烧成收缩率、提高高铝陶瓷产品生产效率；本发明配方与制备工艺控制简单易行，适用各种成型方法需要，容易实现规模化生产，产品性能优异，具有良好的应用价值。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种SiC改性的多孔高铝陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着高温工业技术要求的提高，具备良好的抗高温及高温抗侵蚀性能的高铝陶瓷制品在高温领域得到广泛应用，但高铝陶瓷材料的热膨胀系数大，产品的热震稳定性往往是产品损坏的主要原因。基于上述情况，研究者们提出多孔高铝陶瓷的概念，通过在基体内部造出数量可观、分布均匀、孔径适当的闭气孔，从而达到提高高铝陶瓷抗热震性的目的。国家发明专利“一种轻质微孔刚玉陶瓷的制备方法”（专利号CN201310378792.1），以氧化铝粉体为原料，聚苯乙烯、淀粉、石墨或者聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种组合作为造孔剂，混合均匀后成型、在1500℃～2000℃下烧结，得到闭孔直径小于20μm，强度为100MPa左右的轻质微孔刚玉陶瓷材料。该专利成功实现了陶瓷基体造孔的目的，并且将孔径控制到20μm以下，但是孔径仍然相对较大，这对于实现提高高铝陶瓷抗热震性的目的仍有一定差距。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种成本低廉、工艺简单、容易实现规模化生产、产品性能优异的SiC改性的多孔高铝陶瓷材料及其制备方法。。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种SiC改性的多孔高铝陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料坯体原料组成的质量百分比为：氧化铝粉95～99wt％、石英0.5～2.5wt%、碳酸钙0.34～3.93wt%，外加包裹碳化硅0.34～1.0wt%。

所述包裹碳化硅的包裹材料为硫酸铝。

所述包裹碳化硅的制备步骤为：将浓度为4～8wt％的硫酸铝水溶液1000ml，加入颗粒细度为300～600目的碳化硅粉200g，再强烈搅拌溶液的同时逐渐滴入稀氨水至溶液的pH=7.5，经过滤凉干后，用球磨机干法粉碎至颗粒细度为300～600目。

所述氧化铝粉的粒径为0.7um，包裹碳化硅的颗粒细度为300～600目。

上述多孔高铝陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述陶瓷材料坯体经配料、混均、成型、干燥、烧制获得制品。

所述制品内均匀分布有平均孔径为3.9～5.5um的闭气孔，制品抗折强度为265～336MPa，收缩率为9～14%，吸水率为0.01～0.03%，膨胀系数为6.2×10^-6～6.7×10^-6/K。

所述成型工序采用压制成型或注浆成型。

所述烧制工序中采用氧化气氛，其烧成制度为：其中烧成周期为25小时，从室温升温12小时至最高烧成温度1710℃，高温保温1小时，降温12小时至280℃。

所述烧制工序中采用先还原气氛后氧化气氛的工艺，其烧成制度为：其中烧成周期为25小时，从室温用还原气氛升温9.5小时至1320℃，然后转氧化气氛升温1.5～2.5h到最高烧成温度1710℃，高温保温1小时，降温12小时至280℃。

所述压制成型的压力为20MPa；所述注浆成型用刚玉球磨子和聚氨酯内衬的球磨罐，球磨时加入40wt%水、0.5wt%阿拉伯树胶、0.4wt%聚丙烯酸钠。