[发明专利]一种碳化硅表面处理方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅表面处理方法，包括：步骤一、对碳化硅颗粒进行粉碎并筛选出粒径为5～10μm的碳化硅粉末；步骤二、将所述碳化硅粉末置于温度为700～800℃的马弗炉中进行煅烧，以除去所述碳化硅粉末表面的游离碳；步骤三、对除碳后的碳化硅粉末进行酸洗和碱洗，以对除碳后的碳化硅粉末进行提纯；步骤四、将提纯后的碳化硅粉末分别进行分散浆化、物理分散、沉淀分离、烘干，即得表面处理后的碳化硅微粉。本发明公开的碳化硅表面处理方法能够针对性的除去碳化硅表面的杂质，提高碳化硅微粉的分散性，且成本低，能耗低。

技术领域

本发明涉及碳化硅微粉技术领域，更具体地说，本发明涉及一种碳化硅表面处理方法。

背景技术

碳化硅精细陶瓷具有高硬度、高强度、高耐磨性、耐腐蚀、耐高温等特点，已逐渐应用到航空航天、机械、冶金、能源、环保、化工、医学、电子、军工等诸多技术领域。碳化硅精细陶瓷的性能与碳化硅原料微粉的质量密切相关，通常要求微粉纯度高、粒度分布均匀、颗粒形状为近球形、不易团聚具有良好的流动性、烧结性能好。

现有的碳化硅微粉工业化生产流程主要包括冶炼、粉碎、提纯、精密分级等一系列过程，对于碳化硅精细陶瓷用原料微粉需增加整形工序。在上述工艺过程中，虽然理论上可以实现不同粒径碳化硅微粉的分离，但实际上对于一些粒径相差非常大的粒子难以实现完全分离，如微米级碳化硅微粉颗粒表面会粘附大量的纳米级碳化硅颗粒(主要成分为SiO₂与低纯度的碳化硅)，而纳米级碳化硅颗粒的存在会降低碳化硅微粉的纯度，影响微粉的流动性、分散性、堆积密度，而且会优先与烧结助剂反应，造成碳化硅微粉的成型性能与烧结性能变差，进而导致最终碳化硅精细陶瓷制品性能下降。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供了一种能够针对性的除去碳化硅表面的杂质，提高碳化硅微粉的分散性，且成本低，能耗低的碳化硅表面处理方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种碳化硅表面处理方法，包括以下步骤：

步骤一、对碳化硅颗粒进行粉碎并筛选出粒径为5～10μm的碳化硅粉末；

步骤二、将所述碳化硅粉末置于温度为700～800℃的马弗炉中进行煅烧，以除去所述碳化硅粉末表面的游离碳；

步骤三、对除碳后的碳化硅粉末进行酸洗和碱洗，以对除碳后的碳化硅粉末进行提纯；

步骤四、用有机硅和有机氟作表面活性剂，乙醇、水作溶剂，将有机硅、有机氟、乙醇、水按体积比3:1:4:1的比例加入表面处理反应釜中，再将步骤三得到的碳化硅粉末与上述溶剂按1:2的体积比加入表面处理反应釜中，在温度45-58℃、转速500-800r/min条件下充分搅拌3-5h进行反应；

步骤五、将所述步骤四表面处理反应得到的碳化硅粉末分别进行分散浆化、物理分散、沉淀分离、烘干，即得表面处理后的碳化硅微粉。

优选地，本发明所述的碳化硅表面处理方法，所述步骤三中，酸洗过程为：

酸洗介质为浓硫酸与氢氟酸的混合酸，酸洗温度为50～60℃，酸洗时间为2～3h，浓硫酸与氢氟酸的体积比为2:1；

使用去离子水对酸洗后的碳化硅粉末进行超声清洗，清洗次数为4～5次，每次的清洗时间为1～5min。

优选地，本发明所述的碳化硅表面处理方法，所述步骤三中，碱洗过程为：

碱洗介质为浓度为1～10mol/L的氢氧化钠，碱洗温度为60～70℃，碱洗时间为2～3h；

使用去离子水对碱洗后的碳化硅粉末进行超声清洗，清洗次数为4～5次，每次的清洗时间为1～5min。