一种重结晶碳化硅材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种重结晶碳化硅材料及其制备方法，属于材料领域。包括碳化硅微粉70‑90份、氧化铝1‑10份、氧化钇2‑5份、氧化镧1‑5份、聚硼硅氧烷1‑10份。制备方法为将碳化硅微粉、氧化铝、氧化钇和氧化镧充分混合后，加入水制成浆料研磨，再加入聚硼硅氧烷混合，高温烧结得到。本发明专利技术提高了材料的耐高温性能和抗冲击能力，提升了断裂强度，大大增强了重结晶碳化硅材料的韧性。

A recrystallized silicon carbide material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种重结晶碳化硅材料及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种重结晶碳化硅材料及其制备方法。
技术介绍
重结晶碳化硅制品具有高温强度高、导热好、蓄热小、使用寿命长等优异性能，广泛应用于陶瓷、石油化工、航空航天等工业部门。用于制作陶瓷窑具(辊棒，横梁，棚板，高温烧嘴等)，其中最典型的用途是作为各种工业窑炉的高温窑具，特别适合在1500℃以上高温条件下使用，采用RSIC窑具可明显提高装填效率。重结晶碳化硅也称作再结晶碳化硅，它以高纯超细碳化硅为原料，碳化硅在2400℃高温及一定压力的气氛保护下，发生蒸发-凝聚再结晶作用，在颗粒接触处发生颗粒共生形成的烧结体；其基本不收缩，但具有一定数量孔隙。现有的重结晶碳化硅虽然能够耐高温，但是由于重结晶结构的性质，因此脆性高，在使用过程中容易损坏材料。
技术实现思路
为了解决现有重结晶碳化硅脆性问题，本专利技术提出了一种耐高温、韧性高的重结晶碳化硅材料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种重结晶碳化硅材料，包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉70-90份、氧化铝1-10份、氧化钇2-5份、氧化镧1-5份、聚硼硅氧烷1-10份。进一步的，所述重结晶碳化硅材料包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉80-90份、氧化铝2-8份、氧化钇1-2份、氧化镧1-2份、聚硼硅氧烷5-10份。进一步的，所述重结晶碳化硅材料包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉85-90份、氧化铝3-6份、氧化钇1-2份、氧化镧1-2份、聚硼硅氧烷8-10份。进一步的，所述重结晶碳化硅材料包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉88份、氧化铝5份、氧化钇1.5份、氧化镧1.5份、聚硼硅氧烷9份。本专利技术还公开了一种重结晶碳化硅材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将重量份的碳化硅微粉、氧化铝、氧化钇和氧化镧充分混合后，加入水制成浆料；(2)将步骤(1)中的浆料放入球磨机中研磨，研磨至粒径为500-600目，得到研磨浆；(3)将聚硼硅氧烷加入至研磨浆中充分混合，在模具中成型，并采用真空负压析出多余的水分，使水分保持在20-30％，成样坯；(4)将样坯在放入烧结炉中，在氮气保护下高温烧结；冷却至室温，得到重结晶碳化硅材料。进一步的，步骤(4)中所述烧结的温度为1750-1850℃；烧结时间为2-4h。本专利技术重结晶碳化硅材料及其制备方法，其益效果在于：(1)本专利技术加入材料中加入了氧化铝、氧化钇和氧化镧，并通过碳化硅微粉混合研磨改性，能够有效降低重结晶碳化硅中的团聚现象；使碳化硅分散均匀，同时通过氧化铝、氧化钇和氧化镧穿插在碳化硅分子之间，形成了分子桥梁，提高了材料的韧性。(2)本专利技术中加入了聚硼硅氧烷，能够有效降低重结晶烧结的温度，节省能耗；同时添加聚硼硅氧烷还具有阻燃效果，进一步提高了材料的耐高温性能，在将材料作为锂电池材料中的匣钵时，大大提高了使用寿命。(3)本专利技术在制备方法中，在氮气的保护下进行烧结，能够使碳化硅微粒形成重结晶碳化硅；提高了材料的抗冲击能力，提升了断裂强度，大大增强了重结晶碳化硅材料的韧性。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步详细说明本专利技术。实施例1一种重结晶碳化硅材料，包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉70份、氧化铝1份、氧化钇2份、氧化镧1份、聚硼硅氧烷1份。本实施例中重结晶碳化硅材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将重量份的碳化硅微粉、氧化铝、氧化钇和氧化镧充分混合后，加入水制成浆料；(2)将步骤(1)中的浆料放入球磨机中研磨，研磨至粒径为500目，得到研磨浆；(3)将聚硼硅氧烷加入至研磨浆中充分混合，在模具中成型，并采用真空负压析出多余的水分，使水分保持在20-30％，成样坯；(4)将样坯在放入烧结炉中，在氮气保护下高温烧结，烧结温度为1750℃；冷却至室温，得到重结晶碳化硅材料。实施例2一种重结晶碳化硅材料，包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉90份、氧化铝10份、氧化钇5份、氧化镧5份、聚硼硅氧烷10份。本实施例中重结晶碳化硅材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将重量份的碳化硅微粉、氧化铝、氧化钇和氧化镧充分混合后，加入水制成浆料；(2)将步骤(1)中的浆料放入球磨机中研磨，研磨至粒径为500目，得到研磨浆；(3)将聚硼硅氧烷加入至研磨浆中充分混合，在模具中成型，并采用真空负压析出多余的水分，使水分保持在20-30％，成样坯；(4)将样坯在放入烧结炉中，在氮气保护下高温烧结，烧结温度为1850℃；冷却至室温，得到重结晶碳化硅材料。实施例3一种重结晶碳化硅材料，包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉75份、氧化铝8份、氧化钇4份、氧化镧4份、聚硼硅氧烷8份。本实施例中重结晶碳化硅材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将重量份的碳化硅微粉、氧化铝、氧化钇和氧化镧充分混合后，加入水制成浆料；(2)将步骤(1)中的浆料放入球磨机中研磨，研磨至粒径为500目，得到研磨浆；(3)将聚硼硅氧烷加入至研磨浆中充分混合，在模具中成型，并采用真空负压析出多余的水分，使水分保持在20-30％，成样坯；(4)将样坯在放入烧结炉中，在氮气保护下高温烧结，烧结温度为1800℃；冷却至室温，得到重结晶碳化硅材料。实施例4一种重结晶碳化硅材料，包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉80份、氧化铝2份、氧化钇3份、氧化镧3份、聚硼硅氧烷5份。本实施例中重结晶碳化硅材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将重量份的碳化硅微粉、氧化铝、氧化钇和氧化镧充分混合后，加入水制成浆料；(2)将步骤(1)中的浆料放入球磨机中研磨，研磨至粒径为500目，得到研磨浆；(3)将聚硼硅氧烷加入至研磨浆中充分混合，在模具中成型，并采用真空负压析出多余的水分，使水分保持在20-30％，成样坯；(4)将样坯在放入烧结炉中，在氮气保护下高温烧结，烧结温度为1800℃；冷却至室温，得到重结晶碳化硅材料。实施例5一种重结晶碳化硅材料，包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉85份、氧化铝3份、氧化钇2份、氧化镧2份、聚硼硅氧烷8份。本实施例中重结晶碳化硅材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将重量份的碳化硅微粉、氧化铝、氧化钇和氧化镧充分混合后，加入水制成浆料；(2)将步骤(1)中的浆料放入球磨机中研磨，研磨至粒径为500目，得到研磨浆；(3)将聚硼硅氧烷加入至研磨浆中充分混合，在模具中成型，并采用真空负压析出多余的水分，使水分保持在20-30％，成样坯；(4)将样坯在放入烧结炉中，在氮气保护下高温烧结，烧结温度为1850℃；冷却至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重结晶碳化硅材料，其特征在于：包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉70-90份、氧化铝1-10份、氧化钇2-5份、氧化镧1-5份、聚硼硅氧烷1-10份。/n

【技术特征摘要】
1.一种重结晶碳化硅材料，其特征在于：包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉70-90份、氧化铝1-10份、氧化钇2-5份、氧化镧1-5份、聚硼硅氧烷1-10份。


2.根据权利要求1所述重结晶碳化硅材料，其特征在于：包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉80-90份、氧化铝2-8份、氧化钇1-2份、氧化镧1-2份、聚硼硅氧烷5-10份。


3.根据权利要求1所述重结晶碳化硅材料，其特征在于：包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉85-90份、氧化铝3-6份、氧化钇1-2份、氧化镧1-2份、聚硼硅氧烷8-10份。


4.根据权利要求1所述重结晶碳化硅材料，其特征在于：包括如下组分，按重量份计为：碳化硅微粉88份、氧化铝5份、氧化钇1.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘骏，
申请(专利权)人：湖南太子新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43