[发明专利]一种凝胶注模反应烧结碳化硅陶瓷工艺

说明书

本发明公开了一种反应烧结碳化硅陶瓷凝胶注模工艺，属于陶瓷制备技术领域，所述碳化硅陶瓷的原料包括碳化硅微粉、氮化硼、石油焦、异丁烯马来酸酐共聚物、羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、改性分散剂、乙醇胺、蔗糖脂肪酸酯、去离子水30‑35份；所述工艺包括搅浆，陈腐，浇筑成型，干燥，坯体改性，烧结；本发明的工艺具有投资小，无毒害，低成本，净尺寸，操作简单，可实现结构复杂、超大、超薄件产品一次性净尺寸成型，该工艺生产的产品具有热导率高，耐腐蚀，耐高温，抗热震性好，热膨胀系数低，高弹性模量，可广泛用于冶金、电力、化工、水泥等行业的耐腐蚀、耐磨损领域。

技术领域

本发明涉及一种凝胶注模反应烧结碳化硅陶瓷工艺，属于陶瓷制备技术领域。

背景技术

目前，碳化硅陶瓷行业中反应烧结碳化硅制品的主流生产工艺有浇筑成型和冷压成型两种。浇筑成型主要问题是模具制造繁琐、产品尺寸精度不高、浇筑产品操作繁琐，生产环境差。冷压工艺前期设备投资高昂，只能压制简单形状的产品，无法实现结构复杂产品、超大型件、超薄件的一次性成型。原先凝胶注模工艺受制于气候、温度、湿度、原料高毒性、可操作性差等原因一直停留在实验阶段，无法实现规模化生产。为此，寻找一种可兼顾复杂结构件净尺寸生产、低投资成本、无毒害又具有生产大尺寸超薄件综合浇筑和冷压两种工艺优点的工艺就显得尤为必要了。

发明内容

针对现在工艺的不足，本发明提供一种凝胶注模反应烧结碳化硅陶瓷工艺，该工艺具有投资小，无毒害，低成本，净尺寸，操作简单，可实现结构复杂、超大、超薄件产品一次性净尺寸成型，该工艺生产的产品具有热导率高，耐腐蚀，耐高温，抗热震性好，热膨胀系数低，高弹性模量，可广泛用于冶金、电力、化工、水泥等行业的耐腐蚀、耐磨损领域。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种凝胶注模反应烧结碳化硅陶瓷工艺，所述碳化硅陶瓷的原料，按重量份计，包括：碳化硅微粉78.5-80份、氮化硼1.5-2份、石油焦3-4份、异丁烯马来酸酐共聚物2-2.5份、羧甲基纤维素钠1-1.5份、酚醛树脂3-3.5份、改性分散剂2-2.5份、乙醇胺3-4份、蔗糖脂肪酸酯1-1.2份、去离子水30-35份；

所述改性分散剂的制备方法，将纳米氮化硼，纳米石墨烯，硫代硫酸钠，N,N-亚甲基双丙烯酰胺，二乙烯三胺，丙烯酸月桂酯，去离子水混合均匀后置于50-60℃下静置30-40min得到初混物，将初混物加入真空均质机中进行真空均质，控制真空均质时的真空度为0.04-0.06Mpa，转速为2000-2600rpm，均质时间为15-25min，均质结束后进行真空喷雾干燥，控制真空度为0.06-0.07MPa，雾化压力为0.4-0.5MPa，进风温度为100-110℃，出风温度为40-50℃，喷雾干燥结束得到改性分散剂；

所述纳米氮化硼的粒径为60-80nm；

所述纳米石墨烯的粒径为120-150nm；

其中，纳米氮化硼，纳米石墨烯，硫代硫酸钠，N,N-亚甲基双丙烯酰胺，二乙烯三胺，丙烯酸月桂酯，去离子水的质量比为20-25：30-35：2-3：4-5：3-4：1-2：50-55。

一种凝胶注模反应烧结碳化硅陶瓷工艺，包括搅浆，陈腐，浇筑成型，干燥，坯体改性，烧结。

所述搅浆，将碳化硅微粉、氮化硼、石油焦、异丁烯马来酸酐共聚物、羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、改性分散剂、乙醇胺、蔗糖脂肪酸酯、去离子水混合后，控制搅拌速度为800-1000rpm，搅拌3-4h后，得到浆料；

所述陈腐，将浆料在相对湿度为45-50%，温度为25-30℃下静止存放24-26h，得到陈腐后的浆料；

所述浇筑成型，将陈腐后的浆料通过3kg管道压力浇筑到模具中，凝固40-50min后得陶瓷坯体；