[发明专利]多孔碳化硅陶瓷及其制备方法

说明书

本发明是关于一种多孔碳化硅陶瓷的制备方法，其包括：将碳化硅微粉、烧失剂、陶瓷粘结剂、单体、交联剂、分散剂和水混合，得到碳化硅陶瓷料浆；在所述陶瓷料浆中加入引发剂，经真空除气后，进行注模成型，在10‑80℃条件下，进行交联固化，脱模后，形成陶瓷素坯；陶瓷素坯经干燥后，进行烧结，得到多孔碳化硅陶瓷。本发明采用凝胶注方法制备多孔碳化硅陶瓷素坯，陶瓷素坯中添加同碳化硅颗粒性能相近的陶瓷粘结剂，经高温烧结得到多孔碳化硅陶瓷。本发明制备的多孔陶瓷具有孔径、孔隙率可任意调整，材料显微结构均一、气流通道均匀、强度高、耐磨性好、耐腐蚀性能好的特性。

技术领域

本发明涉及多孔陶瓷技术领域，特别是涉及一种多孔碳化硅陶瓷及其制备方法。

背景技术

多孔碳化硅陶瓷具有化学稳定性好、机械强度大、耐酸碱、耐高温等优点，在石化工业等苛刻环境中有着广泛的应用。同时多孔碳化硅陶瓷具有高的热导率、低的热膨胀系数特性，经过精细加工后可以获得超高的平面度(1微米)，并且平面度不受温度变化的影响，使多孔碳化硅陶瓷在集成电路制造装备中晶圆承载吸附上获得了良好的应用，如光刻用吸盘、激光淬火用吸盘、激光划片用吸盘等等。

多孔碳化硅陶瓷的制备技术是推动多孔碳化硅陶瓷产业发展的核心部分，多孔碳化硅陶瓷制备技术的核心和关键是提高多孔碳化硅陶瓷的孔隙率、孔径分布、孔径大小、强度等特性。

传统的多孔陶瓷制备方法主要有模压成型、注浆成型以及挤出成型等方法，此类方法制备的多孔陶瓷存在结构不均匀，孔径分布范围大，孔结构一致性差、强度一致性差等缺陷，影响多孔陶瓷使用过程中的气体或液体通量，影响反应均一性。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种多孔碳化硅陶瓷及其制备方法，所要解决的技术问题是现有的多孔陶瓷存在结构不均匀、孔径分布范围大、孔结构一致性差、强度一致性差等问题。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种多孔碳化硅陶瓷的制备方法，其包括：

将碳化硅微粉、烧失剂、陶瓷粘结剂、单体、交联剂、分散剂和水混合，搅拌或球磨，得到碳化硅陶瓷料浆；

在所述陶瓷料浆中加入引发剂，混合，经真空除气后，进行注模成型，在10-80℃条件下，进行交联固化，脱模后，形成陶瓷素坯；

陶瓷素坯经干燥后，进行烧结，得到多孔碳化硅陶瓷。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，其中所述碳化硅微粉、陶瓷粘结剂、烧失剂、分散剂、单体、交联剂、水和引发剂的重量比为：10-80：0.1-2：1-5：0.01-0.2：0.1-1：0.01-0.5：1-10：0.01-0.2。

优选的，前述的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，其中所述陶瓷粘结剂为氧化铝粉、石英粉和碳化硼粉中的至少一种。

优选的，前述的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，其中所述碳化硅微粉的粒径为0.5-100微米。

优选的，前述的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，其中所述单体为丙烯酰胺类或甲基丙烯酰胺类；所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；

所述烧失剂为碳粉、石墨粉和淀粉中的至少一种；

所述分散剂为碱性化合物。

优选的，前述的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，其中所述引发剂为过硫酸盐或偶氮引发剂。

优选的，前述的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，其中所述碳化硅陶瓷料浆的固相含量为20-70％。

优选的，前述的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，其中所述烧结的温度为1200℃-2200℃。