[发明专利]一种高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 201910656251.8 | 申请日： | 2019-07-19 |
| 公开（公告）号： | CN110483061A | 公开（公告）日： | 2019-11-22 |
| 发明（设计）人： | 郭伟明;张威;于俊杰;伍尚华;林华泰 | 申请（专利权）人： | 广东工业大学 |
| 主分类号： | C04B35/591 | 分类号： | C04B35/591;C04B35/596;C04B35/622;C04B38/02;B01D69/10;B01D46/00;B01J27/24;B01J32/00;B01J35/10 |
| 代理公司： | 44329 广东广信君达律师事务所 | 代理人： | 杨晓松<国际申请>=<国际公布>=<进入 |
| 地址： | 510062 广东*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 氮化硅陶瓷 硼粉 煅烧 保温 制备方法和应用 多孔陶瓷材料 反应气氛 反应气体 高孔隙率 混合粉末 混合粉体 球磨混合 真空条件 再升温 质量比 中气孔 溶剂 硅粉 抗弯 坯体 | ||
1.一种高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述氮化硅陶瓷是将硅粉、硼粉、MgO、Yb2O3、ZrO2加入溶剂进行球磨混合，其中ZrO2与硼粉的质量比为(2～6)：(5～13)，将混合粉体模压制成的混合粉末坯体，在反应气氛下，在真空条件下升温至800～1200℃煅烧并保温Ⅰ，再升温至1200～1600℃煅烧并充入反应气体N2保温Ⅱ制得。
2.根据权利要求1所述的高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述氮化硅陶瓷中气孔率达到了25～65vol％，室温抗弯强度为75～287MPa；氮化硅陶瓷中β-Si3N4的含量10～60vol％。
3.根据权利要求1所述的高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述球磨混合中硅粉、硼粉、MgO、Yb2O3、ZrO2总质量和磨球的质量比为(2～5)：(1～3)，所述球磨的时间为4～24h。
4.根据权利要求1所述的高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述硅粉、硼粉、ZrO2、MgO、Yb2O3的质量比为(70～84)：(2～6)：(5～13)：(5～7.4)：(4～6)。
5.根据权利要求1所述的高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述溶剂为乙醇、丙醇、甲醇或丙酮。
6.根据权利要求1所述的高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述升温的速率均为5～20℃/min。
7.根据权利要求1所述的高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述保温Ⅰ和保温Ⅱ的时间均为0.5～2h。
8.根据权利要求1所述的高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述煅烧的时间为1～30min，所述煅烧的压力为0.1～1MPa。
9.根据权利要求1～8任一项所述的高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1.以硅粉、硼粉、MgO、Yb2O3、ZrO2为原料，加入溶剂和球磨介质，在辊式球磨机上混合6～24h，干燥后得混合粉体；
S2.将混合粉体模压后的坯体放入石墨坩埚中，以5～20℃/min的速率升温至800～1200℃保温0.5～2h，然后再以5～20℃/min的速率升温至1200～1600℃并充入反应气体N2，保温0.5～2h，获得高孔隙率的和高强度的氮化硅陶瓷。
10.权利要求1～8任一项所述的高孔隙率和高强度的氮化硅陶瓷在高温气体/液体过滤器、支持分离膜、热绝缘体或催化剂领域中的应用。
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