一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及碳化硅陶瓷技术领域，具体公开了一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：取碳化硅陶瓷基体先于等离子体箱内处理，然后于310

【技术实现步骤摘要】
一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及碳化硅陶瓷
，具体涉及一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法。

技术介绍

[0002]SiC陶瓷不仅具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的。热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的，别名金刚砂。
[0003]现有的碳化硅陶瓷材料虽具有导热性能，但是耐磨能变差，二者不能协调改进，基于此，对导热、耐磨性能协调改进是本专利技术的技术点。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：取碳化硅陶瓷基体先于等离子体箱内处理，然后于310
‑
330℃下热处理10
‑
20min，然后冷却至45
‑
55℃；
[0008]步骤二：再送入5
‑
9倍的改性处理液中，超声分散处理，处理结束、水洗、干燥；
[0009]步骤三：将纳米复合喷涂剂喷涂至步骤二产物中，喷涂厚度为2
‑
3mm，喷涂结束；
[0010]步骤四：最后再烧结处理，烧结温度为1450
‑
1550℃，烧结时间为15
‑
25min，烧结结束，冷却室温，得到碳化硅陶瓷材料。
[0011]优选地，所述等离子体箱处理的功率为350
‑
550W，处理时间为10
‑
20min。
[0012]优选地，所述超声分散处理的功率为500
‑
600W，处理时间为20
‑
30min。
[0013]优选地，所述改性处理液的制备方法为：
[0014]S01：将稀土氧化物、硅溶胶按照重量比3:1混合送入到稀土镧总量5
‑
9倍的盐酸溶液中，随后加入稀土镧总量5
‑
10％的添加剂，搅拌均匀；
[0015]S02：将海藻酸钠、壳聚糖按照重量比3:1混合送入到海藻酸钠5
‑
8倍的去离子水中，搅拌均匀，得到复合液；
[0016]S03：向S01产物中加入总量3
‑
5倍的复合液，搅拌混合充分，得到改性处理液。
[0017]优选地，所述盐酸溶液的质量分数为5
‑
10％。
[0018]优选地，所述稀土氧化物为氧化镧稀土物。
[0019]优选地，所述添加剂的制备方法为：
[0020]S11：将2
‑
5份烷基磺酸钠、1
‑
3份羧甲基纤维素加入到5
‑
10份水中；搅拌均匀；
[0021]S12：随后再加入2
‑
4份硅烷偶联剂、0.2
‑
0.5份硼酸铝晶须，搅拌混合，得到添加剂。
[0022]本专利技术的专利技术人发现本专利技术未采用改性处理液处理、未采用纳米复合喷涂剂处理，产品的耐磨、导热性能均出现显著变差，采用本专利技术的纳米复合喷涂剂处理、改性处理液处理，二者具有协同增效的效果，增强耐磨、导热一体化协调改进效果；
[0023]改性处理液的制备中未加入添加剂、添加剂的制备中未加入硼酸铝晶须，产品的性能均出现变差趋势，只有采用本专利技术的方法制备的改性处理液能够显著增强产品的性能效果。
[0024]本专利技术的专利技术人还发现改性处理液的制备具有专有性，需要添加剂的加入才能发挥最大的显著效果，同时添加剂中需要加入硼酸铝晶须，这些因素条件构成改性处理液的必要技术，只有采用本方法采用实现最显著效果，原料之间相互协配，协调增效，产品的耐磨、导热协调一体化改进。
[0025]优选地，所述硅烷偶联剂为偶联剂KH560。
[0026]优选地，所述纳米复合喷涂剂的制备方法为：
[0027]S101：将石墨烯、碳纤维按照重量比1:3混合，然后送入到球磨机中球磨，过100目；
[0028]S102：将S101产物送入到3
‑
5倍的去离子水中，随后再加入S101产物总量5
‑
10％的十二烷基硫酸钠、1
‑
5％的高锰酸钾水溶液，搅拌均匀，水洗、干燥，得到纳米复合喷涂剂。
[0029]优选地，所述高锰酸钾水溶液的质量分数为10
‑
20％。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0031]本专利技术碳化硅陶瓷材料通过等离子体辐照、热活化联合处理，提高基体的活性能，采用改性处理液处理后的基体，通过硼酸铝晶须复合硅溶胶、稀土氧化物等原料改性，优化的基体能够与纳米复合喷涂剂协配增效，纳米复合喷涂剂中的碳纤维、石墨烯复配，增强产品体系的耐磨性、导热性，从而可协调改进产品的性能效果。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]本实施例的一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0034]步骤一：取碳化硅陶瓷基体先于等离子体箱内处理，然后于310
‑
330℃下热处理10
‑
20min，然后冷却至45
‑
55℃；
[0035]步骤二：再送入5
‑
9倍的改性处理液中，超声分散处理，处理结束、水洗、干燥；
[0036]步骤三：将纳米复合喷涂剂喷涂至步骤二产物中，喷涂厚度为2
‑
3mm，喷涂结束；
[0037]步骤四：最后再烧结处理，烧结温度为1450
‑
1550℃，烧结时间为15
‑
25min，烧结结束，冷却室温，得到碳化硅陶瓷材料。
[0038]本实施例的等离子体箱处理的功率为350
‑
550W，处理时间为10
‑
20min。
[0039]本实施例的超声分散处理的功率为500
‑
600W，处理时间为20
‑
30min。
[0040]本实施例的改性处理液的制备方法为：
[0041]S01：将稀土氧化物、硅溶胶按照重量比3:1混合送入到稀土镧总量5
‑
9倍的盐酸溶液中，随后加入稀土镧总量5
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：取碳化硅陶瓷基体先于等离子体箱内处理，然后于310
‑
330℃下热处理10
‑
20min，然后冷却至45
‑
55℃；步骤二：再送入5
‑
9倍的改性处理液中，超声分散处理，处理结束、水洗、干燥；步骤三：将纳米复合喷涂剂喷涂至步骤二产物中，喷涂厚度为2
‑
3mm，喷涂结束；步骤四：最后再烧结处理，烧结温度为1450
‑
1550℃，烧结时间为15
‑
25min，烧结结束，冷却室温，得到碳化硅陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述等离子体箱处理的功率为350
‑
550W，处理时间为10
‑
20min。3.根据权利要求1所述的一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述超声分散处理的功率为500
‑
600W，处理时间为20
‑
30min。4.根据权利要求1所述的一种新型碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述改性处理液的制备方法为：S01：将稀土氧化物、硅溶胶按照重量比3:1混合送入到稀土镧总量5
‑
9倍的盐酸溶液中，随后加入稀土镧总量5
‑
10％的添加剂，搅拌均匀；S02：将海藻酸钠、壳聚糖按照重量比3:1混合送入到海藻酸钠5
‑
8倍的去离子水中，搅拌均匀，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟启龙，钟航宇，
申请(专利权)人：湖南仁龙新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：