The invention discloses a silicon carbide foam ceramic and a liquid metal filter using the material as a material. The polysiloxane is synthesized by the addition of polysilane and vinyl containing silane through a silicon hydride addition reaction, and then the organic foam is used as a template to immerse the organic foam containing thermo curing polysilane. The preform is then heat-treated to achieve the removal of solvent and crosslinking of polysilane. Finally, the silicon carbide foam ceramic is obtained by pyrolysis at high temperature. The silicon carbide foam ceramic has the characteristics of high strength, excellent temperature resistance, excellent thermal shock resistance and excellent thermal conductivity. It has important application value in filtering molten metal liquid.
【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅泡沫陶瓷及使用其为材质的液态金属过滤器
本专利技术属于陶瓷泡沫
,具体涉及一种以可热固化聚碳硅烷制备的碳化硅泡沫陶瓷。
技术介绍
碳化硅泡沫陶瓷具有优良特性:适应性好、抗氧化、耐腐蚀、热膨胀系数低、热稳定性好、热传导率低、渗透率高、流体吸附性好、选择透过性高、能量吸收或阻压性好,以及应力负载变形小等优异性能。广泛应用于过滤、生物陶瓷、吸音、催化剂载体及化工填料等领域。近几年,随着人们对泡沫陶瓷的需求日益扩大,制备高性能泡沫陶瓷也成为当务之急。由于SiC是一种强共价键化合物,自扩散系数非常小,直接烧结温度接2000℃,通常情况下都是添加烧结助剂来降低其烧结温度(佘继红,江东亮.碳化硅陶瓷的发展与应用.陶瓷工程,1998,32(3):3‐11)。众多制备方法中,有机泡沫浸渍工艺具有明显优势:它借助有机泡沫独特的三纤开孔网状骨架,将制备好的浆料均匀地涂覆在有机泡沫网状骨架结构上形成泡沫预制体,干燥处理使在泡沫骨架筋上的浆料更加牢固,再无压烧掉有机泡沫体,获得一种结构类似泡沫结构的泡沫陶瓷。该工艺操作简单,易于生产,可制得气孔连通性好且孔隙率高的陶瓷制品。传统有机泡沫浸渍工艺中(姚秀敏,黄政仁,谭寿洪.聚碳硅烷低温烧结碳化硅网眼多孔陶瓷的研制[J].无机材料学报,2010,25(02):168‐172.;刘卫,黎阳,陈璐.聚碳硅烷低温制备碳化硅泡沫陶瓷[J].硅酸盐学报,2011,39(11):1763‐1767.;陈璐,黎阳,刘卫.聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷的制备[J].现代机械,2011(06):60‐61+87.;孙文飞.低温制备碳化硅泡 ...
【技术保护点】
1.一种以可热固化聚碳硅烷制备的碳化硅泡沫陶瓷,其特征是:所述碳化硅泡沫陶瓷使用以下步骤进行制备:步骤1、将质量比为1:0.1~1的聚碳硅烷与含有乙烯基的硅烷置于反应容器中,加入第一有机溶剂均匀混溶,再加入Si‑H加成反应催化剂,抽真空置换高纯氩气后,在高纯氩气保护下,常压下,加热进行Si‑H加成反应,冷却至室温后除去第一有机溶剂及未反应的硅烷化合物,得到含‑C=C‑和Si‑H活性基团的热固化聚碳硅烷;步骤2、以热固化聚碳硅烷和第二有机溶剂混合配成浸渍溶液,在真空条件下完成有机泡沫的浸渍,得到含有浸渍溶液的有机泡沫预制体。步骤3、将有机泡沫在惰性气氛中,以1℃/min~15℃/min的升温速率升温到200℃~400℃,保温1h~8h;热固化聚碳硅烷中的‑C=C‑和Si‑H两种活性基团发生硅氢加成,完成分子间的交联,聚碳硅烷自身的交联固化。步骤4、将步骤3处理后的泡沫预制体在惰性气氛下,以5℃/min~50℃/min的升温速率,加热至1000℃~1200℃,保温0.5h~3h小时,然后冷却至室温;交联固化后的聚碳硅烷发生分解,脱出有机小分子,得到碳化硅陶瓷。
【技术特征摘要】
1.一种以可热固化聚碳硅烷制备的碳化硅泡沫陶瓷,其特征是:所述碳化硅泡沫陶瓷使用以下步骤进行制备:步骤1、将质量比为1:0.1~1的聚碳硅烷与含有乙烯基的硅烷置于反应容器中,加入第一有机溶剂均匀混溶,再加入Si-H加成反应催化剂,抽真空置换高纯氩气后,在高纯氩气保护下,常压下,加热进行Si-H加成反应,冷却至室温后除去第一有机溶剂及未反应的硅烷化合物,得到含-C=C-和Si-H活性基团的热固化聚碳硅烷;步骤2、以热固化聚碳硅烷和第二有机溶剂混合配成浸渍溶液,在真空条件下完成有机泡沫的浸渍,得到含有浸渍溶液的有机泡沫预制体。步骤3、将有机泡沫在惰性气氛中,以1℃/min~15℃/min的升温速率升温到200℃~400℃,保温1h~8h;热固化聚碳硅烷中的-C=C-和Si-H两种活性基团发生硅氢加成,完成分子间的交联,聚碳硅烷自身的交联固化。步骤4、将步骤3处理后的泡沫预制体在惰性气氛下,以5℃/min~50℃/min的升温速率,加热至1000℃~1200℃,保温0.5h~3h小时,然后冷却至室温;交联固化后的聚碳硅烷发生分解,脱出有机小分子,得到碳化硅陶瓷。2.如权利要求1所述的以可热固化聚碳硅烷制备的碳化硅泡沫陶瓷,其特征是:步骤1中所述的聚碳硅烷是由聚二甲基硅烷裂解重排合成,其软化点为200~240℃,数均分子量为1600~1950。3.如权利要求1所述的以可热固化聚碳硅烷制备的碳化硅泡沫陶瓷,其特征是:步骤1中所述的含有乙烯基的硅烷包括四乙烯基环四硅氧烷和三(异烯丙氧基)乙烯基硅烷两者中的至少一种。4.如权利要求1所述的以可热固化聚碳硅烷制备的碳化硅泡沫陶瓷,其特征是:所述的第一有机...
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