一种抗氧化SiC泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种抗氧化SiC泡沫及其制备方法，采用混合料浆浸渍有机泡沫，将硅锆合金引入到有机泡沫内部，再经裂解、熔融反应，使泡沫内均质分布的硅锆合金与碳反应，原位生成SiC和ZrC。本发明专利技术从泡沫本体出发，在本体内部引入碳先驱体的同时引入难熔金属Zr，形成ZrC‑SiC复合泡沫，使其在高温有氧环境下，表面形成ZrO2、SiO2复合保护膜，在两种氧化物的协同作用下，提高整体SiC泡沫的抗氧化性能；本发明专利技术确定了硅锆合金粉末中硅、锆优选比例范围，充分发挥了两种氧化物的协同作用，提高了泡沫材料抗氧化能力和耐热性能。

An antioxidant SiC foam and its preparation method

The invention provides a kind of antioxidant SiC foam and its preparation method, using mixed slurry impregnated organic foam, silicon zirconium alloy into the organic foam inside, after cracking and melting reaction of silicon zirconium alloy and carbon foam in homogeneous reaction, in situ SiC and ZrC. The invention of the bubble from the body, to introduce a carbon precursor in the body, while the introduction of refractory metal Zr, ZrC SiC composite foam, the aerobic environment at high temperature, the formation of ZrO2 and SiO2 composite film on the surface, the synergistic effects of two kinds of oxides, improve the overall antioxidant properties of SiC foam; the present invention determines silicon zirconium alloy powder of silicon and zirconium preferred ratio range, give full play to the synergy of two kinds of oxides, improve the antioxidant ability of foam material and heat resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种抗氧化SiC泡沫及其制备方法
本专利技术涉及一种抗氧化SiC泡沫及其制备方法，属于泡沫陶瓷

技术介绍
SiC泡沫陶瓷由于具有耐高温、耐腐蚀、低热导率及低热膨胀系数等优点，收到越来越多的关注，广泛应用于熔融金属过滤、热隔离设备、多孔介质燃烧器、催化剂载体、汽车尾气净化和热交换器等领域。主要制备方法包括：粉末烧结法、反应烧结法、先驱体裂解法以及气相沉积法等，所制备出SiC泡沫陶瓷多为纯SiC泡沫。当高温、氧化环境条件下使用时，SiC泡沫表面会氧化形成SiO2保护膜，用于阻止内部的进一步氧化。但是，SiO2保护膜在SiC泡沫表面附着力偏低，会在长时间的使用过程中，随着流体逐渐剥离，导致内部的SiC泡沫进一步氧化，引起SiC泡沫的损耗，缩短SiC泡沫的使用寿命。专利CN101555161A通过预氧化的方法在泡沫表面直接形成一层致密的SiO2保护膜，提高了SiO2保护膜的致密程度，从而提高了SiC泡沫的抗氧化能力。专利CN101555164A则是在SiC泡沫溅射一层金属Al，然后通过预氧化，在泡沫表面形成一层致密的抗氧化层，以提高SiC泡沫的抗氧化能力。以上专利均是在SiC泡沫表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗氧化SiC泡沫，其特征在于：采用混合料浆浸渍有机泡沫，将硅锆合金引入到有机泡沫内部，再经裂解、熔融反应，使泡沫内均质分布的硅锆合金与碳反应，原位生成SiC和ZrC；所述的混合料浆包括碳先驱体、聚乙二醇、硅锆合金粉末和适量溶剂，所述的碳先驱体与聚乙二醇的质量比为20～40：1，所述的碳先驱体与硅锆合金粉末的质量比为5～10：1，所述的硅锆合金粉末中硅的质量分数为5～30％，锆的质量分数为70‑95％。

【技术特征摘要】
1.一种抗氧化SiC泡沫，其特征在于：采用混合料浆浸渍有机泡沫，将硅锆合金引入到有机泡沫内部，再经裂解、熔融反应，使泡沫内均质分布的硅锆合金与碳反应，原位生成SiC和ZrC；所述的混合料浆包括碳先驱体、聚乙二醇、硅锆合金粉末和适量溶剂，所述的碳先驱体与聚乙二醇的质量比为20～40：1，所述的碳先驱体与硅锆合金粉末的质量比为5～10：1，所述的硅锆合金粉末中硅的质量分数为5～30％，锆的质量分数为70-95％。2.根据权利要求1所述的一种抗氧化SiC泡沫，其特征在于：所述的裂解在氩气保护气氛下进行，以(100±5)℃/h的速率升温到200±10℃，保温0.5～1小时；以(25～50)℃/h的速率升温到400±10℃，保温1～2小时；以(25～50)℃/h的速率升温到600±10℃，保温1～2小时；以(50～100)℃的速率升温到900±10℃，保温2～3小时后，自然降温到室温。3.根据权利要求1所述的一种抗氧化SiC泡沫，其特征在于：所述的有机树脂泡沫为发泡工艺制备，开孔率为60％以上，有机树脂泡沫能在后续裂解过程中能转换为具有三维网络结构的碳泡沫。4.一种抗氧化SiC泡沫制备方法，其特征在于，通过以下步骤实现：第一步，混合料浆配制，A1.1、将碳先驱体、聚乙二醇溶解在溶剂中，得到混合溶液，碳先驱体与聚乙二醇的质量比为20～40：1；A1.2、在步骤A1.1的混合溶液中加入硅锆合金粉，球磨混合均匀后得到混合料浆，所述的碳先驱体与硅锆合金粉的质量比为5～10：1；第二步，真空浸渍，将有机树脂泡沫浸渍在第一步配制的混合浆料中，进行真空浸渍；第三步，压力固化，将经...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍鹏飞，左红军，马宇亮，李晓东，于新民，孔英杰，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11