[发明专利]一种具有双层中空网状骨架的超轻三维SiC泡沫

说明书

本发明公开了一种具有双层中空网状骨架的超轻三维SiC泡沫，其特征在于，所述的三维SiC泡沫由双层中空网状β‑SiC骨架组成，双层骨架层由无数致密SiC颗粒连接而成；双层孔截面形状为三角形；内层SiC层厚度为0.2‑0.8μm、孔径大小为1‑2μm；外层SiC层厚度为0.1‑0.8μm、孔径大小为3‑8μm；网状骨架的孔径大小为20‑90μm；SiC泡沫的纯度高于99％，孔隙率高于95％，密度为10‑22mg/cm³。本发明提供的材料高孔隙率、多孔径、具有较低导热系数，可广泛应用于电磁屏蔽领域、催化剂载体，也可应用于电池电极，同时可以在高温等苛刻环境中使用。

技术领域

本发明涉及一种多孔泡沫材料，特别涉及一种具有双层中空网状骨架的超轻三维SiC泡沫。

背景技术

SiC陶瓷泡沫是一种外观类似泡沫状的多孔陶瓷，它是继普通多孔陶瓷、蜂窝多孔陶瓷之后，最近发展起来的第三代多孔陶瓷材料。这种高技术陶瓷具有三维连通孔道。其特点是：具有很高的气孔率，比表面积大，流体通过时，和流体的接触效率高，压力损失小，耐高温，化学性能稳定。作为一种内部结构中有很多孔隙的新型无机非金属材料，碳化硅泡沫陶瓷具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、再生简单、使用寿命长及良好的过滤吸附性等优点。在冶金、化工、环保、能源、生物等领域具有广泛的应用。

授权公告号为CN106699220B的发明专利：碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将碳化硅、烧结助剂和添加剂加入水中混匀得到陶瓷料浆，碳化硅和烧结助剂的质量比为95∶5～93∶7，烧结助剂包括氧化镁、三氧化二铝和高岭土，其中氧化镁、三氧化二铝和高岭土的质量比为(0.9～1.1)∶(0.9～1.1)∶(0.9～1.1)，添加剂为聚丙烯酰胺和淀粉。采用预处理后的有机泡沫在陶瓷料浆中挂浆、干燥后烧结并保温，冷却得到碳化硅泡沫陶瓷。该方法较复杂，并且SiC泡沫的纯度不高，微观孔径不可控，从而影响了SiC陶瓷泡沫的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，旨在提供一种具有双层中空网状骨架的超轻三维SiC泡沫，该泡沫性能优异且易于成型。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有双层中空网状骨架的超轻三维SiC泡沫，其特征在于，所述的三维SiC泡沫由双层中空网状SiC骨架组成，双层骨架层由无数致密SiC颗粒连接而成；双层孔截面形状为三角形；SiC泡沫的纯度高于99％，孔隙率高于95％，密度为10-22mg/cm3。所述的中空骨架的内层SiC层厚度为0.2-0.8μm、孔径大小为1-2μm；外层SiC层厚度为0.1-0.8μm、孔径大小为3-8μm；所述的网状骨架的孔径大小为20-90μm；所述的SiC的晶型为β-SiC。

本发明一种具有双层中空网状骨架的超轻三维SiC泡沫，包括以下有益效果：

1.该SiC泡沫微观结构可自行设计，孔径大小可控，易于成型；2.该材料具有双层中空网状骨架，使得比表面积大大增加；3.该材料具有分级孔径，导热系数低，抗高温辐射能力强，可广泛应用于保温领域。

附图说明

图1为一种具有双层中空网状骨架的超轻三维SiC泡沫的(a)网状骨架的SEM和(b)双层中空骨架层的SEM；

图2为一种具有双层中空网状骨架的超轻三维SiC泡沫的EDS图谱；

图3为一种具有双层中空网状骨架的超轻三维SiC泡沫的XRD图谱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1