The invention relates to a silicon nitride bonded silicon carbide porous ceramic and a preparation method thereof. The technical scheme is as follows: according to the mass ratio of foam stabilizer to deionized water (0.001-0.01):1, the foam stabilizer solution is prepared by magnetic stirring. Silicon nitride bonded silicon carbide ceramic slurry was prepared by mixing isobutylene maleic anhydride copolymer, ceramic powder, foam stabilizer solution with mass ratio of (0.004-0.015): (1.80-3.10):1. Silicon nitride bonded silicon carbide porous ceramics were prepared according to the volume ratio of foaming agent to silicon nitride bonded silicon carbide slurry (0.001-0.02):1, mixing, mechanical stirring, injecting into the mold, curing, demoulding, drying, and holding at 900-1200 C. The porous silicon nitride-bonded silicon carbide ceramic has the advantages of simple process, low equipment requirement, easy control, low pollution, low temperature and rapid synthesis, low production cost, energy saving and environmental protection, and high porosity and strength.
【技术实现步骤摘要】
一种氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷及其制备方法
本专利技术属于SiC多孔陶瓷
具体涉及一种氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷及其制备方法。
技术介绍
SiC多孔陶瓷具有孔隙率高、热导率低、体积密度小和比表面积大的特点,还具有强度高、耐腐蚀、耐高温、热膨胀系数低、抗热震性好和生物相容性的优异性能。这些优异性能使得碳化硅多孔陶瓷在环保、能源化工、冶金、过滤分离、尾气处理和生物医学等领域有着广阔的应用前景。氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料,其强度最高可达1.7GPa,断裂韧性可达11MPa·m1/2。氮化硅的热膨胀系数与碳化硅接近,抗热震性良好。因此,常被用作SiC多孔陶瓷的结合相。发泡注浆成型是多孔陶瓷制备过程中常用的工艺之一,该工艺可采用简单的设备,制备出形状复杂的多孔陶瓷。“一种用发泡法制备块体光催化材料的方法”(CN101967064A)专利技术,以蛋清为发泡剂、以多元糖类为胶凝剂,采用发泡注浆成型工艺,制得氧化铝和二氧化硅等多孔陶瓷。但该方法制备的陶瓷坯体需在75~85℃的环境下才能固化成型,且有机物的用量较多,所采用的发泡剂和胶凝剂虽然无毒,但烧结过程中大量的有机物燃烧会严重污染环境。“大尺寸复杂形状碳化硅陶瓷素坯的凝胶注模成型工艺”(CN101941231A)专利技术,以去离子水为溶液、以丙烯酰胺为单体、以N,N´-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、以四甲基氢氧化铵为分散剂、以丙三醇为增塑剂、以异丙醇为链转移剂、以过硫酸铵为引发剂和以N,N,N´,N´-四甲基乙二胺为催化剂,制得大尺寸复杂形状碳化硅陶瓷。此种方法存在如下不足:(1)有机物毒性较大,如单体丙烯酰胺和交 ...
【技术保护点】
1.一种氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷的制备方法,其特征在于所述制备方法的具体步骤是:步骤一、按稳泡剂∶去离子水的质量比为(0.001~0.01)∶1,将所述稳泡剂加入到所述去离子水中,磁力搅拌12~24h,制得稳泡剂溶液;步骤二、按异丁烯‑马来酸酐共聚物∶陶瓷粉体∶所述稳泡剂溶液的质量比为(0.004~0.015)∶(1.80~3.10)∶1,将所述异丁烯‑马来酸酐共聚物和所述陶瓷粉体加入到所述稳泡剂溶液中,机械搅拌5~15min,制得氮化硅结合碳化硅陶瓷浆料;步骤三、按发泡剂∶所述氮化硅结合碳化硅陶瓷浆料的体积比为(0.001~0.02)∶1,将所述发泡剂加入到所述氮化硅结合碳化硅陶瓷浆料中,机械搅拌1~3min,制得氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷浆料;步骤四、将所述氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷浆料注入模具中,在10~70℃条件下固化6~12h,脱模,制得氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷坯体;步骤五、将所述氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷坯体进行干燥,在900~1200℃条件下保温0~2h,制得氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷。
【技术特征摘要】
1.一种氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷的制备方法,其特征在于所述制备方法的具体步骤是:步骤一、按稳泡剂∶去离子水的质量比为(0.001~0.01)∶1,将所述稳泡剂加入到所述去离子水中,磁力搅拌12~24h,制得稳泡剂溶液;步骤二、按异丁烯-马来酸酐共聚物∶陶瓷粉体∶所述稳泡剂溶液的质量比为(0.004~0.015)∶(1.80~3.10)∶1,将所述异丁烯-马来酸酐共聚物和所述陶瓷粉体加入到所述稳泡剂溶液中,机械搅拌5~15min,制得氮化硅结合碳化硅陶瓷浆料;步骤三、按发泡剂∶所述氮化硅结合碳化硅陶瓷浆料的体积比为(0.001~0.02)∶1,将所述发泡剂加入到所述氮化硅结合碳化硅陶瓷浆料中,机械搅拌1~3min,制得氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷浆料;步骤四、将所述氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷浆料注入模具中,在10~70℃条件下固化6~12h,脱模,制得氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷坯体;步骤五、将所述氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷坯体进行干燥,在900~1200℃条件下保温0~2h,制得氮化硅结合碳化硅...
【专利技术属性】
技术研发人员:张海军,韩磊,董龙浩,张少伟,
申请(专利权)人:武汉科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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