一种高强度碳化硅泡沫陶瓷及其一次挂浆炭化烧结制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度碳化硅泡沫陶瓷及其一次挂浆炭化烧结制备方法，属于碳化硅泡沫陶瓷制备技术领域。该方法利用泡沫塑料作为模板，采用一次挂浆炭化烧结法，使用高残碳树脂、硅粉、烧结助剂及酒精混合制成具备一定粘度的浆料，将泡沫塑料浸入浆料中，取出后采用离心法除去多余浆料，阴干干燥后重复挂浆，直至达到所需体积分数。然后将挂浆后的泡沫前躯体置于管式炉中在氮气或者氩气气氛中进行热解炭化，获得由热解炭、硅粉以及烧结助剂组成的泡沫陶瓷碳前驱体骨架，最后将泡沫陶瓷碳前驱体骨架置于气氛炉中进行烧结，得到了制得高强度SiC泡沫陶瓷。与传统的模板法相比，该方法工艺简单，反应条件温和，对设备要求低，易于实现大规模生产。

A high strength SiC foam ceramic and its primary method of slurry carbonization sintering

The invention discloses a high strength silicon carbide foam ceramic and a preparation method thereof, which belongs to the preparation technology of silicon carbide foam ceramics. In this method, foamed plastics are used as templates, one-time slurry carbonization sintering method is adopted, high residual carbon resin, silicon powder, sintering additives and alcohol are mixed to make slurry with a certain viscosity. The foamed plastics are immersed in slurry, removed by centrifugal method, and slurry is repeatedly hung after drying until the required volume fraction is reached. Then, the slurry front foam body was placed in a tubular furnace and pyrolyzed and carbonized in a nitrogen or argon atmosphere. The foam precursor of ceramic foam composed of pyrolytic carbon, silica fume and sintering aids was obtained. Finally, the foam ceramic carbon precursor skeleton was sintered in an atmosphere furnace, and a high-strength SiC foam ceramic was obtained. Compared with the traditional template method, this method has the advantages of simple process, mild reaction conditions, low equipment requirements and easy to realize large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度碳化硅泡沫陶瓷及其一次挂浆炭化烧结制备方法
本专利技术属于碳化硅泡沫陶瓷制备
，具体涉及一种采用一次挂浆炭化烧结法制备高强度碳化硅泡沫陶瓷的方法。
技术介绍
碳化硅(SiC)泡沫陶瓷兼具SiC陶瓷优异的理化性能和泡沫材料的高孔隙率、透过性、发达的比表面积、能量吸收性能、低密度以及低热传导等性能，在净化过滤、保温隔热、生物医疗、电子器件、航空航天和能源化工等各方面都有广泛的应用。传统的模板法制备SiC泡沫陶瓷，分为液相渗硅法和反应烧结法。液相渗硅法大体步骤为：浆料制备→挂浆→热解炭化→液相渗硅；反应烧结法的具体步骤为：浆料制备→挂浆→热解炭化→浆料制备→二次挂浆→烧结。液相渗硅法由于渗硅过程以及排硅过程不可控，导致产品的稳定性差，且产品易形成成分偏析，不适合用于大规模的工业生产；而传统的反应烧结法在炭化之后还需要对泡沫炭进行二次挂浆，工艺较为繁琐。中国专利《一种高强度碳化硅泡沫陶瓷及其制备方法》(申请号：00110479.9，申请公布号CN1224592C，申请公布日2005.10.26)公开了一种以传统的液相渗硅法制备高强度碳化硅泡沫陶瓷，其具体步骤如下：以聚氨酯泡沫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度碳化硅泡沫陶瓷的一次挂浆炭化烧结制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以高残炭树脂、硅粉和烧结助剂为原料，以酒精为溶剂，充分混匀，配制得到粘度为50～300mPa·s的浆料；2)采用泡沫模板法，将泡沫塑料浸入浆料中进行挂浆处理，然后取出泡沫塑料，离心除去多余浆料后进行干燥处理；3)重复步骤2)操作，直至挂浆体积分数为5％～30％，制得泡沫前躯体；4)将泡沫前躯体进行热解炭化处理制得泡沫陶瓷碳骨架，再将泡沫陶瓷碳骨架进行烧结，制得高强度碳化硅泡沫陶瓷。

【技术特征摘要】
1.一种高强度碳化硅泡沫陶瓷的一次挂浆炭化烧结制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以高残炭树脂、硅粉和烧结助剂为原料，以酒精为溶剂，充分混匀，配制得到粘度为50～300mPa·s的浆料；2)采用泡沫模板法，将泡沫塑料浸入浆料中进行挂浆处理，然后取出泡沫塑料，离心除去多余浆料后进行干燥处理；3)重复步骤2)操作，直至挂浆体积分数为5％～30％，制得泡沫前躯体；4)将泡沫前躯体进行热解炭化处理制得泡沫陶瓷碳骨架，再将泡沫陶瓷碳骨架进行烧结，制得高强度碳化硅泡沫陶瓷。2.根据权利要求1所述的高强度碳化硅泡沫陶瓷的一次挂浆炭化烧结制备方法，其特征在于，以质量百分比计，原料中的高残炭树脂为10％～30％，硅粉为50％～85％，烧结助剂为0～20％。3.根据权利要求1所述的高强度碳化硅泡沫陶瓷的一次挂浆炭化烧结制备方法，其特征在于，高残碳树脂为酚醛树脂、氨酚醛树脂、高残碳酚醛树脂、钡酚醛树脂、糠醛树脂和甲基酚醛树脂中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的高强度碳化硅泡沫陶瓷的一次挂浆炭化烧结制备方法，其特征在于，硅粉粒径为1～5μm，纯度>99％。5.根据权利要求1所述的高强度碳化硅泡沫陶瓷的一次挂浆炭化烧结制备方法，其特征在于，烧结助剂为Si、Al2O3、Y2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：史忠旗，杨必果，张哲健，夏鸿雁，王继平，王红洁，杨建锋，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61