一种氮化硼纤维三维结构材料制备方法及其制品技术

本发明专利技术提供一种氮化硼纤维三维结构材料的制备方法及其制品。所述方法以三聚氰胺和硼酸为原料，水为反应介质，通过简便的水浴合成制备了M·2B(英文名为Melamine diborate)原纤维；并进一步以此为原料，采用冷冻成型的工艺，获得了基于原纤维的三维网络结构；借助常规的热处理工艺将原纤维三维结构转化为氮化硼纤维三维结构。本发明专利技术提供的技术方法工艺简便、原料成本低、绿色环保，本发明专利技术提供的材料是以氮化硼纤维为结构单元的三维网络结构，具有轻质、高强、疏水的特性，其在污染物处理、催化剂载体、增强功能性复合材料领域都具有广泛的应用前景。

A preparation method of three dimensional structure material of boron nitride fiber and its products

The invention provides a preparation method and a product of a three dimensional structure material of boron nitride fiber. The method with melamine and boric acid as raw materials, water as reaction medium, simple synthesis by water bath to prepare M 2B (English named Melamine diborate) fibrils; and further used as raw material, using the process of freezing molding, obtained the three-dimensional net fiber network structure based on the original by conventional heat; the original treatment process of fiber three-dimensional structure into three-dimensional structure of boron nitride fiber. Technical method provided by the invention has the advantages of simple process, low cost of raw materials, green environmental protection, the material of the present invention is a three-dimensional network structure with boron nitride fiber as a structural unit, has the characteristics of light weight and high strength, hydrophobic, the processing of pollutants, catalyst carrier, enhanced function has a wide application prospect of composite material field.

【技术实现步骤摘要】
一种氮化硼纤维三维结构材料制备方法及其制品
本专利技术涉及陶瓷材料
，具体涉及一种氮化硼纤维三维网络结构材料的制备方法及其制品。
技术介绍
氮化硼材料因其高温稳定性、良好的电绝缘性、高热导率、低介电常数与低介电损耗、优异的抗氧化性与耐化学腐蚀性等特点，在航空航天、电气工程、微电子器件及冶金工业等领域都具有广泛的应用。三维氮化硼多孔陶瓷作为其中的一员，具有轻质、高比表面积等特性，在污水处理、贵金属催化剂负载以及复合材料制备等方面具有重要的应用价值。近年来，研究人员致力于采用简便的方法制备该类型的氮化硼材料，目前主要是通过模板合成法和冷冻成型两种方法制备以氮化硼纳米片和纳米管为结构单元的气凝胶或泡沫结构。Rousseas等人以炭气凝胶为模板，氧化硼为原料，在氮气气氛下通过与模板发生碳热还原反应生成氮化硼置换掉炭，得到了由氮化硼纳米片构建的气凝胶(M.Rousseas,A.Goldstein,W.Mickelson,etal.,Synthesisofhighlycrystallinesp2-bondedboronnitrideaerogels[J].ACSnano,7(2013)85本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化硼纤维三维结构材料的制备方法，其特征在于：按以下步骤实施：S1、合成原纤维：在一定温度下，将三聚氰胺和硼酸加入水中进行搅拌直至完全溶解，此后在恒温条件下继续保温一定时间，随后将溶液冷却至室温，析出絮状沉淀物，静置，抽滤得到固体沉淀物；将固体沉淀物在一定温度下保温干燥，得到白色的纤维状固体；S2、原纤维三维结构成型：S201、将S1产物加入到水中，加热搅拌，获得具有流动性的浆料；S202、将浆料倒入模具中，冷却静置，然后冷冻成型后进行低温真空干燥，得到具有一定形状的三维网络结构；S3、无机化处理：在一定气氛下，高温无机化处理；S4、高温结晶化处理：在一定气氛下，高温结晶化处理，得到最终产...

【技术特征摘要】
1.一种氮化硼纤维三维结构材料的制备方法，其特征在于：按以下步骤实施：S1、合成原纤维：在一定温度下，将三聚氰胺和硼酸加入水中进行搅拌直至完全溶解，此后在恒温条件下继续保温一定时间，随后将溶液冷却至室温，析出絮状沉淀物，静置，抽滤得到固体沉淀物；将固体沉淀物在一定温度下保温干燥，得到白色的纤维状固体；S2、原纤维三维结构成型：S201、将S1产物加入到水中，加热搅拌，获得具有流动性的浆料；S202、将浆料倒入模具中，冷却静置，然后冷冻成型后进行低温真空干燥，得到具有一定形状的三维网络结构；S3、无机化处理：在一定气氛下，高温无机化处理；S4、高温结晶化处理：在一定气氛下，高温结晶化处理，得到最终产物。2.根据权利要求1所述的一种氮化硼纤维三维结构材料的制备方法，其特征在于：S1步中：所述三聚氰胺与硼酸的摩尔比例为1:2～5，每100毫升水中三聚氰胺的添加量为1.26～2.52克，搅拌溶解温度为80-95℃，完全溶解后继续保温10-30分钟，随后将溶液冷却至20-30℃；静置10-24小时后抽滤；所述保温干燥的条件为50-80℃温度下保温干燥5-24小时；S201步中：所述S1产物的添加量为每100毫升水5.0～22.5克，所述加热搅拌的条件为：加热至50-95℃，保温并搅拌0.5～5.0小时；S202步中：所述冷却静置的条件为在20-30℃环境中自然冷却，静置5-24小时；所述冷冻成型，或用液氮速冻实现成型，或放入冰箱中冰冻成型；所述低温真空干燥的条件为：温度为0℃到室温之间，气压40～200Pa，时间为72-120小时；S3步中：所述高温无机化处理的具体步骤为，在氨气，或者氮气，或者氩气，或者三者任意比例的混合气氛下，升温至800～1000℃下保温1～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王应德，吴纯治，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43