[发明专利]一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体及其制备方法

权利要求书

1.一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体，其特征在于，所述多孔碳化硅预制体由三种不同粒径的碳化硅粉体进行混合后复合形成，且按照质量百分比计：包括50％～60％的粒径为100～120μm的碳化硅粗粉、30％～40％的粒径为30～40μm的碳化硅细粉和10％～15％的粒径为6～8μm的碳化硅微粉。

2.一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

混合：将碳化硅粗粉、碳化硅细粉、碳化硅微粉和质量分数为5％～8％的的烧结添加剂进行混合，形成碳化硅混合粉体；

一次球磨：将碳化硅混合粉体通入至至球磨机中进行球磨，且在通入至球磨机之前在球磨机中注入乙醇溶液，一次球磨后形成具有碳化硅粉体和烧结添加剂的混合悬浮体；

干燥：将混合悬浮体通入至填充有惰性气体的干燥设备中进行干燥；

二次混合球磨：将干燥后的混合悬浮体通入至球磨机中，并在球磨机中添加作为分散剂的聚乙烯吡咯烷酮、作为单体的丙烯酰胺和作为交联剂的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，与高在后的混合悬浮体进行球磨并形成二次悬浮体；

除气：对二次悬浮体进行除气；

模制成型：将经过除气的二次悬浮体通入至成型模具中进行模制，并形成多孔碳化硅半成品；

加热消除：将多孔碳化硅半成品放置填充有惰性气体的加热设备中进行加热，将粘附和填充在多孔碳化硅表面和内部的孔的有机物进行加热消除，使得多孔碳化硅半成品表面和内部的孔显现出来；

烧结成型：在填充有惰性气体的烧结设备中对多孔碳化硅半成品进行烧结形成多孔碳化硅预制体；

检测：对烧结后的多孔碳化硅预制体进行孔隙率和孔径大小的检测；

渗透填充：对孔隙率和孔径大小符合要求的碳化硅预制体通过渗透方式填充铝熔体或者铝合金熔体；

成品：得到铝碳化硅复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体制备方法，其特征在于，所述烧结添加剂采用Al₂O₃和Y₂O₃，且Al₂O₃:Y₂O₃＝5:3。

4.根据权利要求2所述的一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体制备方法，其特征在于，一次球磨中球磨时间为24～36h。

5.根据权利要求2所述的一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体及其制备方法，其特征在于，二次混合球磨中球磨时间为12～18h。

6.根据权利要求2所述的一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体及其制备方法，在二次球磨时，球磨机中注入有粉浆浇铸溶剂，粉浆浇铸溶剂括去离子水、叔丁醇、乙二醇以及乙醇中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体及其制备方法，在进行模制成型中，采用过硫酸铵作为生化剂，采用N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)作为催化剂。

8.根据权利要求2所述的一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体及其制备方法，在加热消除中，加热温度为550～650℃，加热时间为2～3h，升温速度为每分钟0.5～1.5℃。

9.根据权利要求2所述的一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体及其制备方法，在烧结成型中，烧结温度为1800～2000℃，烧结时间为2～3h，升温速度为每分钟10～15℃。

10.根据权利要求2所述的一种具有可受控孔隙率的多孔碳化硅预制体及其制备方法，在渗透填充中，铝熔体或者铝合金熔体的温度为690-730℃，渗透压力为5-10MPa。