一种碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法技术

一种碳化硅‑磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在碳化硅多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔碳化硅‑氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物加热升温到1150℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得碳化硅‑磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5 W/(m.K)。

Preparation method of silicon carbide aluminum phosphate laminated insulating ceramic

A preparation method of silicon carbide aluminium phosphate layered insulation ceramics is characterized in the following steps: (1) coating and sintering an alumina layer on the surface of porous silicon carbide ceramics; (2) heating aluminium dihydrogen phosphate to 150 C and melting aluminium dihydrogen phosphate completely into liquid; (3) carbonizing the pre-prepared porous ceramics. Silicon alumina laminated ceramics are impregnated into molten aluminum dihydrogen phosphate. After impregnation, the molten aluminum dihydrogen phosphate adsorbed to the inner and surface of porous laminated ceramics is solidified at 60 C for 5 hours. (4) The drying products are heated to 1150 C and kept for 2 hours, and then cooled to room temperature naturally with the furnace. That is to say, the thermal conductivity of silicon carbide aluminum phosphate laminated insulation ceramics is not higher than 0.5 W/ (m.K).

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法
本专利技术提供的是一种碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，属于陶瓷材料制备

技术介绍
碳化硅和磷酸铝都属于耐高温材料,其中多孔碳化硅陶瓷可以作为高温保温材料。但是，如果多孔碳化硅陶瓷内存在较多的开气孔，则会严重影响其保温性能。因此，目前常用的方法是在碳化硅陶瓷内添加一些能产生闭气孔的助剂，如SiC等，从而降低导热系数。磷酸铝也是一种高熔点的材料，使用温度可接近1400℃，也具有耐高温的性能。因此，可以在多孔碳化硅陶瓷中引入磷酸铝，并用适当的技术把开气孔堵起来，增加闭气孔率，进而降低其导热系数，且不影响碳化硅在1400℃以下的高温环境下使用。虽然用外加助剂的方法能产生部分闭气孔，降低导热系数，但导热系数的降低量毕竟有限。为了克服上述难题，本专利技术了提供了一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法。
技术实现思路
在本专利技术技术提供一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其技术方案为：一种碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在开气孔率约为50%的碳化硅多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度在10-30微米之间，吸水率在30%-40%之间；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔碳化硅-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10-30分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物在大气气氛下以15℃/min的速度加热升温到300℃，再以6℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5℃/min的速度加热升温到1150℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5W/(m.K)。本技术专利技术的工作原理：磷酸二氢铝的熔点较低，在150℃下能完全熔融为液态，且具有良好的流动性，把多孔碳化硅-氧化铝层状陶瓷浸渍到磷酸二氢铝的熔体中时，磷酸二氢铝就会吸附到多孔陶瓷内部和表面。在加热过程中，磷酸二氢铝分解为偏磷酸铝，偏磷酸铝的熔点较低，在800℃就会熔融为液态，把氧化铝层内部的气孔完全填充起来；继续加热，偏磷酸铝和氧化铝层反应生成磷酸铝，形成一层致密的磷酸铝层，从而导致碳化硅-磷酸铝层状陶瓷具有优良的保温性能。本技术专利技术的优点:1.本专利技术制备的碳化硅-磷酸层状陶瓷具有优良的保温性能，导热系数不高于0.5W/(m.K)；2.本技术专利技术的工艺简单，无需复杂的工艺设备，成本低，能大批量生产。具体实施方式实施例1在开气孔率约为50%的碳化硅多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度约10微米，吸水率约为30%；把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态，把预先制备的多孔碳化硅-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；把干燥产物在大气气氛下以15℃/min的速度加热升温到300℃，再以6℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5℃/min的速度加热升温到1150℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数为0.49W/(m.K)。实施例2在开气孔率约为50%的碳化硅多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度约20微米，吸水率约40%；把磷酸二氢铝加热到150℃，并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；把预先制备的多孔碳化硅-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持20分钟，浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；把干燥产物在大气气氛下以15℃/min的速度加热升温到300℃，再以6℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5℃/min的速度加热升温到1150℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数约0.48W/(m.K)。实施例3在开气孔率约为50%的碳化硅多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度约30微米，吸水率约40%；把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；把干燥产物在大气气氛下以15℃/min的速度加热升温到300℃，再以6℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5℃/min的速度加热升温到1150℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数约0.48W/(m.K)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅‑磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在开气孔率为50%的碳化硅多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度在10‑30微米之间，吸水率在30%‑40%之间；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔碳化硅‑氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10‑30分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物在大气气氛下以15 ℃/min的速度加热升温到300 ℃，再以6 ℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5 ℃/min的速度加热升温到1150 ℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得碳化硅‑磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5 W/(m.K)。

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在开气孔率为50%的碳化硅多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度在10-30微米之间，吸水率在30%-40%之间；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔碳化硅-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10-30分钟；浸渍结...

【专利技术属性】
技术研发人员：白佳海，高杰，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37