[发明专利]反应烧结制备细晶粒碳化硅陶瓷的方法

摘要

本发明公开了一种反应烧结制备碳化硅陶瓷的制备方法，依次进行以下步骤：配制主料，主料由以下重量含量的成分组成：碳化硅微粉75％～90％、活性炭粉10％～25％；在主料中先加入分散剂、去离子水、然后依次加入有高温残炭的有机物的水溶液、水溶性高分子粘结剂溶液，在球磨机内搅拌混合，从而制备成均匀分散的水基碳化硅料浆；再依次进行喷雾造粒、干压成型、排蜡、车制、高温渗硅烧结、碱处理除硅，得碳化硅陶瓷。

主权项

1.反应烧结制备碳化硅陶瓷的制备方法，其特征是依次进行以下步骤：1)、配制主料：主料由以下重量含量的成分组成：碳化硅微粉75％～90％、活性炭粉或炭黑10％～25％；所述碳化硅微粉为粒径在3～10μm的绿碳化硅微粉；所述活性炭粉或炭黑的颗粒粒径均为20～100nm；2)、球磨混料：在主料中先加入分散剂、去离子水、然后依次加入有高温残炭的有机物的水溶液、水溶性高分子粘结剂溶液，在球磨机内搅拌混合，从而制备成均匀分散的水基碳化硅料浆；所述分散剂与主料的重量比为0.5～2％；所述去离子水与主料的重量比为35～55％；所述有高温残炭的有机物的水溶液与主料的重量比为10～25％；所述水溶性高分子粘结剂与主料的重量比为5～15％；所述有高温残炭的有机物的水溶液中，高温残炭的有机物的质量浓度为15～25％；所述水溶性高分子粘结剂溶液中，水溶性高分子粘结剂的质量浓度为10～15％；所述分散剂为聚乙烯亚胺、四甲基氢氧化铵、氢氧化钠；所述有高温残炭的有机物为淀粉、木质纤维素；所述水溶性高分子粘结剂为聚乙烯醇、聚乙二醇或甲基纤维素；3)、喷雾造粒：采用离心式喷雾造粒干燥机对步骤2)所制得的水基碳化硅料浆进行造粒，所得造粒粉的粒度为60～400目、水分百分含量为0.8wt％～2wt％；4)、干压成型：将步骤3)所制得的造粒粉先于室温下密封陈腐4～6天，然后于10～30MPa的压力下干压成型；5)、排蜡：将步骤4)制得的坯体在真空炉中，于800～1000℃保温0.5～1.5小时；6)、车制：将步骤5)制得的排蜡后坯体车制成所需形状，得素坯；7)、高温渗硅烧结：先在石墨衬板上均匀摆放一层硅片，然后在硅片上面摆放素坯，按照一层硅片、一层素坯的方式进行叠加，最上层为硅片；最后一起装入真空烧结炉，于真空条件下在1400～1700℃保温2～6h，得到反应烧结碳化硅陶瓷；每层素坯与每层硅片的重量比为1：1～2.0；8)、碱处理除硅：先采用机械方式初步去除反应烧结碳化硅陶瓷表面的硅，然后放入300～400℃的氢氧化钠溶液中浸泡，最后于水中浸泡，得碳化硅陶瓷。