[发明专利]多孔碳化硅陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷材料技术领域，公开了一种多孔碳化硅陶瓷，所述多孔碳化硅陶瓷的原料包括主料、分散剂、粘结剂和去离子水；其中，按照重量份数计，所述主料包括80‑90重量份的碳化硅、1‑10重量份的烧结助剂、2‑10重量份的造孔剂和2‑10重量份的添加剂；所述烧结助剂为氧化钙和氧化钇；所述造孔剂为高氯酸铵和碱式碳酸铋的混合物；所述添加剂为方解石粉末和/或辉绿岩粉末。本发明所述多孔碳化硅陶瓷除了具有较低的烧结温度，还具有较低的热膨胀系数以及较高的抗热震性能，实现了性能优异的多孔碳化硅陶瓷的制备，达到了节约能耗的目的。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种多孔碳化硅陶瓷及其制备方法。

背景技术

多孔碳化硅陶瓷是指经高温烧成，体内具有大量彼此连通的陶瓷材料。多孔碳化硅陶瓷因具有高温强度高、耐腐蚀、抗氧化、较高的热导率及微波吸收等特点，而在航空航天、汽车、机械、电子、化工、能源以及环保等领域得到广泛的应用。

目前，已经报道的的制备多孔碳化硅陶瓷的方法，通常需要在高温条件下进行烧结，制备过程能耗大，成本高，而且制备的多孔碳化硅陶瓷热膨胀系数高，抗热震性差。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供了一种多孔碳化硅陶瓷及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种多孔碳化硅陶瓷，所述多孔碳化硅陶瓷的原料包括主料、分散剂、粘结剂和去离子水；

其中，按照重量份数计，所述主料包括80-90重量份的碳化硅、1-10重量份的烧结助剂、2-10重量份的造孔剂和2-10重量份的添加剂。

优选的，所述烧结助剂为氧化钙和氧化钇。

优选的，所述造孔剂为高氯酸铵和碱式碳酸铋的混合物。

优选的，所述添加剂为方解石粉末和/或辉绿岩粉末。

优选的，所述分散剂为聚乙二醇，其用量为主料总重量的4-6％。

优选的，所述粘结剂为糊精，其用量为主料总重量的3-5％。

优选的，所述去离子水的用量为主料总重量的45-55％。

优选的，所述氧化钙和氧化钇的质量比为2-5：1。

优选的，所述高氯酸铵与碱式碳酸铋的质量比为1：4-10。

优选的，所述方解石粉末和辉绿岩粉末是经球磨再过100-200目筛得到的。

本发明第二方面提供了上述所述的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将碳化硅、烧结助剂、添加剂与分散剂、粘结剂和去离子水组成的混合液进行球磨混合，得碳化硅浆料；

(2)将所述碳化硅浆料与造孔剂搅拌混合后喷雾造粒，之后于80-150MPa下进行干压成型，得碳化硅素坯；

(3)将所述碳化硅素坯在氩气气氛下进行烧结，得多孔碳化硅陶瓷。

优选的，在步骤(1)中，所述球磨时间为1-2h。

优选的，在步骤(2)中，所述喷雾造粒的条件为：进料速率为2-3kg/h，进风温度为200-250℃，出风温度为100-110℃。

优选的，在步骤(3)中，烧结条件为：于管式炉中，以30-40ml/min速率向炉内通入氩气，在氩气保护状态下，先以2-5℃/min的速率升至600-800℃，保温0.5-1h，再以5-7℃/min的速率升温至1050-1100℃，保温1-3h，之后自然冷却至室温，得多孔碳化硅陶瓷。