[发明专利]一种多孔碳化硅基复合陶瓷材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种多孔碳化硅基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将多孔碳模板浸渍在溶有含锆聚合物的液态聚碳硅烷前驱体中，得到碳化硅基复合陶瓷前驱体浸渍的碳模板；

(2)将步骤(1)得到的碳化硅基复合陶瓷前驱体浸渍的碳模板，进行固化，然后在保护性气氛中进行高温陶瓷化，得到所述的多孔碳化硅基复合陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含锆聚合物包括聚锆氧烷、四烯丙胺基锆或乙酰丙酮锆中的任意一种或至少两种的组合，优选为乙酰丙酮锆；

优选地，步骤(1)所述液态聚碳硅烷与含锆聚合物的质量比为(3-6):1，优选为(4.5-5.5):1。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶有含锆聚合物的液态聚碳硅烷前驱体的黏度为0.8-5Pa·s，优选为1.2-3Pa·s；

优选地，步骤(1)所述浸渍的方式包括真空浸渍、等体积浸渍或过量浸渍中的任意一种或至少两种的组合，优选为真空浸渍；

优选地，步骤(1)所述浸渍的温度为20-28℃；

优选地，步骤(1)所述浸渍的时间为12-100h，优选为48-96h。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述多孔碳模板包括生物质碳模板、泡沫多孔碳或MOF碳材料中的任意一种或至少两种的组合，优选为生物质碳模板；优选地，所述生物质碳模板通过以下方法制备：在保护性气氛中，对木材进行碳化，得到生物质碳模板；

优选地，所述保护性气氛的气体包括氢气、氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述木材包括松木、橡木或竹子中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述碳化的升温速率为1-5℃/min，优选为1.5-2.5℃/min；

优选地，所述碳化的温度为500-1200℃，优选为650-850℃；

优选地，所述碳化的时间为2-8h。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述固化的温度为160-240℃；

优选地，步骤(2)所述固化的时间为1-6h。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述保护性气氛的气体包括氢气、氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(2)所述高温陶瓷化的升温速率为1-15℃/min，优选为5-10℃/min；

优选地，步骤(2)所述高温陶瓷化的温度为1000-1600℃，优选为1100-1500℃；

优选地，步骤(2)所述高温陶瓷化的时间为2-10h。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在保护性气氛中，将木材以速率为1-5℃/min升温至500-1200℃，碳化处理2-8h，得到生物质碳模板；

(2)在20-28℃下，使用真空浸渍法，将生物质碳模板浸渍在溶有含锆聚合物的液态聚碳硅烷前驱体中，保持12-100h，控制液态聚碳硅烷与含锆聚合物的质量比为(3-6):1，所述前驱体的黏度为0.8-5Pa·s，得到碳化硅基复合陶瓷前驱体浸渍的碳模板；

(3)将碳化硅基复合陶瓷前驱体浸渍的碳模板在温度为160-240℃，固化处理1-6h，然后在保护性气氛中，以速率为1-15℃/min升温至1000-1600℃，高温陶瓷化处理2-10h，得到所述的多孔碳化硅基复合陶瓷材料。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的多孔碳化硅基复合陶瓷材料，其特征在于，所述复合陶瓷材料包括碳模板及涂覆在其上的碳化硅/碳化锆复相陶瓷。