【技术实现步骤摘要】
一种石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料及其制备方法
本专利技术涉及一种石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料及其制备方法，属于复合材料成形制造
技术背景在采用石墨型大规模、连续生产复杂铸钢件过程中，考虑到铸件各部分壁厚的不均匀性以及高密度高强度人造石墨型高导热特性（其导热系数为60~150W/m·k），一般要采取石墨型挂砂衬铸造工艺。石墨型挂砂衬铸造基本工艺过程如下：首先将高密度高强度人造石墨坯体机械切削加工成铸型型腔，然后在其上“构筑”水玻璃砂衬，获得石墨水玻璃型砂复合型，最后将高温金属液浇注复合型型腔中，待冷却凝固后，获得铸件。采取上述工艺虽然增加了工艺操作难度和生产成本，但因水玻璃砂型导热系数低（小于2.0W/m·k），保温效果佳，与高导热石墨型配合，可以调控浇铸温度场，调整铸件各部分冷却速度，实现顺序凝固，保证高温金属液补缩通道畅通，防止浇不足、冷隔、缩松、缩孔等缺陷产生，保证铸件质量。石墨挂砂衬工艺存在以下不足：（1）该工艺对水玻璃砂品质要求较高，面临资源性市场短缺的问题；（2）水玻璃砂再生利用技术开发难度大，...
【技术保护点】
1.一种石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料，其特征在于，所述的石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料由天然鳞片石墨粉末、碳化硅晶须、玻璃碳构成，其中，天然鳞片石墨粉末质量分数不低于50wt%，碳化硅晶须质量分数控制在5~25%之间，余为玻璃碳。/n
【技术特征摘要】
1.一种石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料，其特征在于，所述的石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料由天然鳞片石墨粉末、碳化硅晶须、玻璃碳构成，其中，天然鳞片石墨粉末质量分数不低于50wt%，碳化硅晶须质量分数控制在5~25%之间，余为玻璃碳。
2.根据权利要求1所述的石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料，其特征在于，所述的石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料包含有空隙，其中孔隙率不低于50%，其中闭孔隙率不低于25%。
3.根据权利要求1或2所述的石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下工艺过程：
（1）石墨基3D打印混合粉末制备
称取天然鳞片石墨粉末、酚醛树脂粉末、金属硅粉和可膨胀石墨粉末，然后将它们分批置入滚筒式球磨机中机械搅拌混合均匀，获得石墨3D打印混合粉末；
（2）选择性激光烧结成型石墨原型件
采取选择性激光烧结成型工艺对步骤（1）所制备的石墨3D打印混合粉末打印成型，取出素坯，放入烘箱中进行二次固化，获得石墨原型件；
（3）真空压力浸渍酚醛树脂液
将步骤（2）中石墨原型件放入真空压力浸渍机中，抽真空后加入到酚醛树脂溶液，在压力作用下浸渍一段时间后取出，烘干，再次固化；
（4）碳化处理
将真空压力浸渍处理后石墨原型件置入碳化炉中，先抽真空，随后通入高纯氩气或氮气，进行碳化处理，获得石墨预制体；
（5）真空压力浸渍硅溶胶
将石墨预制体放入真空压力浸渍机中，在真空压力条件下，浸渍硅溶胶溶液，取出，烘干；
（6）高温烧结
将真空压力浸渍处理后的石墨预制体置入高温烧结炉中，先抽真空，随后通入高纯氩气或氮气，进行高温烧结，获得石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料。
4.根据权利要求3所述的石墨基碳化硅陶瓷复合隔热材料制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的天然鳞片石墨粉末的质量分数为54~79.9%，酚醛树脂粉末的质量分数为15~30%，金属硅粉的质量分数为5~15%，可膨胀石墨的质量分数为0.1~1.0%；
所述的天然鳞片石墨粉末为100~900目，含碳量大于99%；酚醛树脂粉末为200~500目；金属硅粉为100~300目，化学纯度为99%；可膨胀石墨为50~200目，膨胀倍率为100~600，含碳量大于99%。
5.根据权利要求4所述的石墨基碳化硅陶瓷复合...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴海华，王治纲，里奇·彼龙，任超群，左跃，王涛，王浩，陈奎，孙瑜，杨召利，郑跃鹏，马德清，汪耀，奈杰·阿戴尔，
申请(专利权)人：三峡大学，信阳同合车轮有限公司，美国安施德铁路公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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