制备碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法制造技术

制备碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法，随着特种陶瓷材料需求的日益增大，提高生产效率、降低生产成本已成为目前特种陶瓷材料研究的热点。本发明专利技术组成包括：多孔陶瓷的设计、制粉、燃烧合成，所述的燃烧合成是将干燥后的粉体以松散的形式倒入模具中，并在模具旁边堆放一层引燃剂，开始燃烧合成时，接通加热电阻的电源，使其发热，将引燃剂点燃，在引燃剂的作用下，粉体也开始燃烧，在粉体燃烧４０－６０ｓ后，在压头上施加１００－１５０ｔ的压力，使其成型，并一直保持此压力直至其冷却至室温。本发明专利技术应用于材料领域。

Combustion synthesis of porous silicon carbide ceramics

The combustion synthesis method of SiC Porous Ceramic has become the focus of the research of special ceramic materials with the increasing demand for special ceramic materials, increasing production efficiency and reducing production costs. The invention comprises: design, porous ceramic powder, combustion synthesis, combustion synthesis of the powder after drying in a loose form into the mold, and the mold piled next to a layer of ignition agent, start combustion synthesis, power supply connected to the heating resistor, the heat, will ignite the ignition agent and in the ignition agent under the action of the powder also began to burn, in powder burning 40 - 60s, 100 - 150t in applied pressure head pressure, the molding, and keep the pressure until it is cooled to room temperature. The invention is applied to the material field.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法制备方法。
技术介绍
随着特种陶瓷材料需求的日益增大，提高生产效率、降低生产成本已成为 目前特种陶瓷材料研究的热点。燃烧合成工艺具有工艺简便、投资少、不需要 复杂、昂贵的工艺装备和设备，燃烧过程中高温挥发掉杂质而使产物纯化、节 能、生产效率高、周期短、成本低、可以得到非平衡相及亚稳相、可以利用反 应物的化学能，同时实现无机材料的合成和紧实等优点，在工程陶瓷的制备方 面极具优势。燃烧合成是利用外部热源将原料粉或预先压制成一定密度的坯件 进行局部或整体加热，当温度达到点燃温度时，撤掉外部热源，利用原料颗粒 发生的固-固或气-固反应放出的大量反应热使反应得以继续进行，最后所有原 料反应完毕得到反应产物。多孔材料是指具有一定尺寸和数量的孔隙结构的材料，通常孔隙度较大， 孔隙结构作为有用的结构存在。孔隙的尺寸、数量和分布是影响多孔材料性能 的主要因素，而这些特征可以通过制备工艺来调整控制。陶瓷、金属和有机物 材料都可以制成多孔结构，利用多孔材料的孔隙结构可以满足结构和功能的不 同需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用低成本、高效率的方法制备碳化硅多孔陶瓷。 上述的目的通过以下的技术方案实现制备碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法，其组成包括多孔陶瓷的设计、制粉、 燃烧合成，所述的燃烧合成是将干燥后的粉体以松散的形式倒入模具中，并在 模具旁边堆放一层引燃剂，开始燃烧合成时，接通加热电阻的电源，使其发热，将引燃剂点燃，在引燃剂的作用下，粉体也开始燃烧，在粉体燃烧40-60s后， 在压头上施加100-150t的压力，使其成型，并一直保持此压力直至其冷却至室温o所述的制备碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法，所述的设计是根据需要得到多 孔碳化硅陶瓷的性能要求，计算出碳化硅的成分及其配比，其中钛粉、无定形 石墨粉的重量份数比4: 1，与硅粉、无定形石墨粉的重量份数比7: 3,两种混 合物混合在一起的重量比例为1: l或l: 3，然后将配好的粉倒入球磨机中，进 行的球磨，最终形成混合均匀的粉体，将粉体从球磨机中取出，放入容器中并 进行干燥。这个技术方案有以下有益效果1. 燃烧合成法制备碳化硅多孔陶瓷具有减重、过滤、催化、减震、分离等 作用，可用于石油、化工、宇航、冶炼、医药、环保等领域。2. 由于燃烧时产生的大量的气体需要排出，且在燃烧过程中存在液相，因 此可以生产出气孔率很大的多孔陶瓷。3. 本专利技术对所使用的材料纯度的要求相对较低，因此可以降低制备成本；4. 本专利技术所使用的烧结合成时的能量为材料自燃而得到的，除了引燃之外 不需要额外的能量，故可以节能；5. 本专利技术得到的多孔陶瓷最终的纯度很高；6. 本专利技术可以得到非平衡相、亚稳相；7. 本专利技术可以利用反应物的化学能，同时实现无机物的合成和紧实。 本专利技术的具体实施例方式实施例l:一种制备碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法，其组成包括多孔陶瓷的设计、 制粉、燃烧合成，所述的燃烧合成是将干燥后的粉体以松散的形式倒入模具5 中，并在模具旁边堆放一层引燃剂，并在模具的其他空间内加入填充物3。开始 燃烧合成时，接通加热电阻4的电源6，使其发热，将引燃剂点燃。在引燃剂的 作用下，粉体也开始燃烧，在粉体燃烧40-60s后，在压头上1施加100-150t 的压力，使其成型，并一直保持此压力直至其冷却至室温。 ，所述的设计是根据需要得到多孔碳化硅陶瓷的性能要求，主要是指孔隙率， 计算出碳化硅的成分及其配比，其中钛粉、无定形石墨粉的重量份数比4: 1，与硅粉、无定形石墨粉的重量份数比7: 3，两种混合物混合在一起的重量比例为l: l或l: 3,然后将配好的粉倒入球磨机中，进行的球磨，最终形成混合均 匀的粉体，将粉体从球磨机中取出，放入容器中并进行干燥。 实施例2:1. 配粉分别称取一定量的Ti粉、Si粉和C粉，它们的配比为Ti:Si:O 8:7:5。分别称取40克Ti粉，35克Si粉和25克无定形石墨粉。并称取10克 Ti和C粉做引燃剂，其中Ti粉8克，C粉2克。2. 混料将已经称取好的三种粉料混合在一起，并进行干燥，干燥温度控 制在100度左右，干燥时间为3小时。3. 热压将干燥后的粉体松散装入模具，并加入引燃剂，在模具内空余部 分内填入填充物。之后给电阻加热器通电，使引燃剂燃烧，随即点燃Si-C-Ti 体系。在Si-C-Ti体系燃烧45秒后在压头上施加100-150t的压力，并保持。 直到所模具的温度降低至室温。此时所得到的产物的相对密度为64%。实施例3:1. 配粉分别称取一定量的Ti粉、Si粉和C粉，它们的配比为Ti:Si:O 24:7:9。分别称取60克Ti粉，17. 5克Si粉和22. 5. 5克无定形石墨粉。并称 取10克Ti和C粉做引燃剂，其中Ti粉8克，C粉2克。2. 混料将已经称取好的三种粉料混合在一起，并进行干燥，干燥温度控 制在100度左右，干燥时间为3小时。干燥后将粉体转移到球磨机中进行球磨， 时间为12小时。3. 热压将干燥后的粉体松散装入模具，并加入引燃剂，在模具内空余部 分内填入填充物。之后给电阻加热器通电，使引燃剂燃烧，随即点燃Si-C-Ti 体系。在Si-C-Ti体系燃烧45秒后在压头上施加100-150t的压力，并保持。 直到所模具的温度降低至室温。此时所得到的产物的相对密度为45%。权利要求1.一种制备碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法，其组成包括多孔陶瓷的设计、制粉、燃烧合成，其特征是所述的燃烧合成是将干燥后的粉体以松散的形式倒入模具中，并在模具旁边堆放一层引燃剂，开始燃烧合成时，接通加热电阻的电源，使其发热，将引燃剂点燃，在引燃剂的作用下，粉体也开始燃烧，在粉体燃烧40-60s后，在压头上施加100-150t的压力，使其成型，并一直保持此压力直至其冷却至室温。2. 根据权利要求1所述的制备碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法，其特征是所述的设计是根据需要得到多孔碳化硅陶瓷的性能要求，计算出碳化硅的成分及其配比，其中钛粉、无定形石墨粉的重量份数比4: 1，与硅粉、无定形石墨 粉的重量份数比7: 3，两种混合物混合在一起的重量比例为1: l或l: 3，然 后将配好的粉倒入球磨机中，进行的球磨，最终形成混合均匀的粉体，将粉体 从球磨机中取出，放入容器中并进行干燥。全文摘要制备碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法，随着特种陶瓷材料需求的日益增大，提高生产效率、降低生产成本已成为目前特种陶瓷材料研究的热点。本专利技术组成包括多孔陶瓷的设计、制粉、燃烧合成，所述的燃烧合成是将干燥后的粉体以松散的形式倒入模具中，并在模具旁边堆放一层引燃剂，开始燃烧合成时，接通加热电阻的电源，使其发热，将引燃剂点燃，在引燃剂的作用下，粉体也开始燃烧，在粉体燃烧40-60s后，在压头上施加100-150t的压力，使其成型，并一直保持此压力直至其冷却至室温。本专利技术应用于材料领域。文档编号C04B38/00GK101333112SQ200710072419公开日2008年12月31日 申请日期2007年6月29日 优先权日2007年6月29日专利技术者周玉锋, 孟松鹤, 左洪波, 张宇民, 杜善义, 赫晓东, 韩杰才 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备碳化硅多孔陶瓷的燃烧合成法，其组成包括：多孔陶瓷的设计、制粉、燃烧合成，其特征是：所述的燃烧合成是将干燥后的粉体以松散的形式倒入模具中，并在模具旁边堆放一层引燃剂，开始燃烧合成时，接通加热电阻的电源，使其发热，将引燃剂点燃，在引燃剂的作用下，粉体也开始燃烧，在粉体燃烧４０－６０ｓ后，在压头上施加１００－１５０ｔ的压力，使其成型，并一直保持此压力直至其冷却至室温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩杰才，张宇民，周玉锋，孟松鹤，杜善义，左洪波，赫晓东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]