[发明专利]一种利用自蔓延高温合成制备泡沫陶瓷材料的方法

权利要求书

1.一种利用自蔓延高温合成(Self-propagating High-temperatureSynthesis，简称SHS)制备泡沫陶瓷材料的方法，包括配制浆料[1]、浸渍[2]、烘干[3]和烧结[4]工艺过程，其特征在于：

a)配制的浆料中，应包括加入按化学计量取粒度大于200目的两种或两种以上，能够进行SHS反应并产生部分液相量(理论计算值θ₀)的反应物粉料；占反应物总重量1～40％(wt％，下同)的添加物；占反应物总重量2～5％的水玻璃；占反应物总重量0.2～3.0％的羧甲基纤维素；用所加物料总重量的50～100％的水，将上述物料均匀搅拌成浆料，

b)坯体的烧结是利用自蔓延高温合成(SHS)法完成，

c)在完成SHS反应中，体系内所控制的液相量(θ₁或θ_1C)为40～80％，

d)坯体烧结的实际点火温度T_K。

2.根据权利要求1所述的一种利用自蔓延高温合成(SHS)制备泡沫陶瓷材料的方法，其特征在于，添加物是高熔点的金属粉末和陶瓷粉末，常用的高熔点金属粉末有Ti、Cr、Zr、Mo和W，陶瓷粉末有Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂和SiC。

3.根据权利要求1所述的一种利用自蔓延高温合成(SHS)制备泡沫陶瓷材料的方法，其特征在于，坯体的设计预热温度T₀的上限和下限或最低设计预热温度T_0C，均是在保证体系中在进行SHS反应时，存在有40～80％液相量θ₁或θ_1C的前提下，经过热力学计算得出来的。

4.根据权利要求1所述的一种利用自蔓延高温合成(SHS)制备泡沫陶瓷材料的方法，其特征在于，坯体在SHS反应中，体系内所控制的40～80％液相量θ₁或θ_1C，是根据液相量理论计算值θ₀，并通过控制加入添加物的种类和量，经过热力学计算和实验所确定的。

5.根据权利要求1所或3或4所述的一种利用自蔓延高温合成(SHS)制备泡沫陶瓷材料的方法，其特征在于，当选择不同添加物和不同加入量时，如果θ₀＜40％，则应控制θ₁在40～60％范围，以计算T₀或T_0C；如果θ₀在40～60％之间，则应控制θ₁在50～70％范围，以计算T₀或T_0C；如果θ₀＞60％，则应控制θ₁在60～80％范围，以计算T₀或T_0C。

6.根据权利要求1所述的一种利用自蔓延高温合成(SHS)制备泡沫陶瓷材料的方法，其特征在于，利用SHS反应对坯体的实际点火温度T_K，其取值方法是：当设计预热温度T₀连续变化，而θ₁在40～80％范围内也连续变化时，T_K取T₀的上限和下限的平均值；当设计预热温度T₀在一定范围内连续变化，而θ₁为一稳定的固定值(称θ_1C)时，T_K应取达到此固定值(θ_1C)的最低设计预热温度(称T_0C)再加300～400℃。

7.根据权利要求1所述的一种利用自蔓延高温合成(SHS)制备泡沫陶瓷材料的方法，其特征在于，制作工艺是：将本发明配制浆料的配方，加水后，在球磨机中均匀混合15～20分钟，配成浆料[1]，再将具有φ0.3～3.0mm孔径的聚氨脂泡沫塑料，加工成要求的形体，然后浸渍[2]在浆料[1]中10～20分钟，取出并挤出约40～60％的浆料，再在200～300℃温度下保温1小时左右，将其烘干[3]成坯体[5]之后，再将其放在炉中，加热至实际点火反应温度T_K，并在该温度下，用氧——乙炔焰或金属W、M₀丝电加热进行烧结点火，完成SHS反应过程，制作成产品，最后，对本产品进行整修检测合格后待用。