[发明专利]一种高强度二维陶瓷丝网材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度二维陶瓷丝网材料，其特征在于，该二维陶瓷丝网材料宏观上为一层或两层以上的二维薄片结构，二维薄片结构为平薄片或波纹片结构，且二维薄片自身含有一层或两层以上的陶瓷材质和结构可调的丝网网丝，丝网网丝形成孔型结构可调的丝网孔，丝网网丝所围的丝网孔孔径为2～60目，丝网孔面积占比为50%～95%；

所述的高强度二维陶瓷丝网材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）模板选择：采用单层或两层以上的平薄片状或波纹片状的有机丝网材料、金属或合金丝网材料或玻璃纤维丝网材料作为模板，丝网材料模板的材质包括但不限于聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、尼龙、聚丙烯、涤纶、聚氯乙烯、聚乙烯醇或聚醚；金属或合金丝网材料的材质包括但不限于铁、钢、铜、钛、铝、镍、锌、镁或含有上述元素的合金；

（2）陶瓷浆料的配制：将陶瓷固体粉料、有机分散剂或有机高分子树脂、固化剂、溶剂按配比50～500g：50～200g：大于0至0.2倍的有机分散剂或有机高分子树脂质量：1000mL，经充分球磨混料制成陶瓷浆料；

（3）二维陶瓷丝网材料前驱体的构建，采用以下步骤中的一种或两种以上的组合：

步骤①：涂覆，采用气体喷涂、无气喷涂或浆料浸渍工艺对步骤（1）中的丝网材料模板进行反复涂覆步骤（2）中的陶瓷料浆，相邻两次喷涂或浸渍之间经热风烘干，测量丝网孔面积占比在20%～30%之间，具体根据不同孔径及强度要求设计设定，获得二维陶瓷丝网材料前驱体；

步骤②：化学气相沉积陶瓷层；

（4）模板去除，采用以下步骤中的一种或两种以上的组合：

步骤①：将步骤（3）中获得的二维陶瓷丝网材料前驱体在酸溶液或碱溶液中进行化学腐蚀或电化学腐蚀处理，去除丝网材料模板；

步骤②：将步骤（3）中获得的二维陶瓷丝网材料前驱体经惰性气体保护或真空条件下热处理，使得丝网材料模板受热分解；

（5）烧结：将去除模板的二维陶瓷丝网材料前驱体在惰性气体保护或真空条件下进行高温烧结，温度900～2500℃，保温时间10min～6h。

2.根据权利要求1所述的高强度二维陶瓷丝网材料，其特征在于，二维陶瓷丝网材料所含的网丝自身为实心或空心结构。

3.根据权利要求1所述的高强度二维陶瓷丝网材料，其特征在于，二维陶瓷丝网材料的丝网孔孔型结构为圆形、椭圆形、常规多边形、变体多边形、分级多边形、手性或反手性结构中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1所述的高强度二维陶瓷丝网材料，其特征在于，波纹片的波纹形状S为以下形状中的一种或两种以上：三角形、顶点圆滑三角形、方波波形、顶点圆滑方波波形、梯形波波形、顶点圆滑梯形波波形、正弦波波形。

5.根据权利要求1所述的高强度二维陶瓷丝网材料，其特征在于，不同二维陶瓷丝网材料的陶瓷材质、丝网网丝结构、丝网孔孔型结构是相同的或不同的。

6.根据权利要求1所述的高强度二维陶瓷丝网材料，其特征在于，陶瓷材质含有碳化硅、氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化锆、三氧化二钇、莫来石3Al₂O₃·2SiO₂、赛隆、AlN、BN中的一种或两种以上。

7.根据权利要求1所述的高强度二维陶瓷丝网材料，其特征在于，针对碳化硅或氮化硅二维陶瓷丝网材料，采用反应烧结工艺；针对碳化硅和氮化硅复合的二维陶瓷丝网材料，采用氮化硅结合碳化硅的烧结工艺。

8.根据权利要求1所述的高强度二维陶瓷丝网材料，其特征在于，步骤（5）之后进行后处理：进行如下操作中的一种或两种以上方法处理：酸溶液清洗、碱溶液清洗、有机溶剂清洗、去离子水清洗、空气中焙烧、惰性气氛保护下煅烧。