【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝碳化硅材料，尤其涉及一种铝碳化硅复合材料的制备方法。
技术介绍
1、铝碳化硅复合材料综合了铝合金和碳化硅的优点，具有低密度、高导热、高强度、良好的热稳定性和耐磨性等特点，在航空航天、汽车、船舶等重要领域应用广泛。高体积分数碳化硅增强的铝碳化硅复合材料常用于igbt(绝缘栅双极型晶体管)封装、雷达封装管壳等，可在300℃～350℃高温下稳定工作。碳化硅50％左右体积含量的铝碳化硅复合材料被用于光学及精密仪器构件和微波器件上，其温度扰动、振动冲击等方面都表现出良好的性能。但是，高碳化硅体积分数的铝碳化硅构件性能更接近陶瓷，硬度较高，塑性、延展性较差，制备成型、加工都较为困难，限制了其应用场景。目前此类产品主要使用压力浸渗方式制备，先制备多孔的碳化硅生坯，而后通过压力浸渗将铝液渗入生坯中，得到铝碳化硅复合材料。由于压力浸渗设备限制，对于较复杂的生坯结构，特别是半封闭结构，浸渗后会有大量残余的铝填充在其中，后续加工十分麻烦。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种铝碳化硅复合材料的制备方法，可以去除铝碳化硅复合材料表面的残铝，便于铝碳化硅复合材料的后续加工和使用。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种铝碳化硅复合材料的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
3、s1、制备碳化硅坯体：碳化硅颗粒通过成型法制备得到碳化硅坯体；
4、s2、渗铝：对得到的碳化硅坯体进行渗铝处理得到铝碳化硅坯件；
5、s3、残
6、s4、后处理：将经过吸附处理的铝碳化硅坯件进行湿热处理得到铝碳化硅复合材料。
7、作为优选，所述步骤s1中，成型法选自压制成型、注射成型、注浆成型、3d打印成型中的一种。
8、作为优选，所述步骤s1中，还包括对碳化硅颗粒或碳化硅坯体进行氧化处理得到氧化层的步骤，氧化处理的具体步骤为：在800-120℃条件下氧化1-10h；氧化层的厚度为150-1000nm。生成的碳化铝与大气中的水会反应，造成材料在日常环境中发生龟裂和粉化，本专利技术采用上述氧化处理的方法，通过对制备碳化硅坯体前的碳化硅颗粒进行氧化处理，或者对制得的碳化硅坯体进行氧化处理，一方面可以改善渗铝时与铝液的润湿性，另一方面可以抑制碳化硅与铝生成碳化铝的有害反应。
9、作为优选，所述步骤s2中，渗铝采用的铝材为铸铝，且铸铝中si含量为5-20％。
10、作为优选，所述步骤s3中，吸附剂包括基础粉和助渗剂，所述助渗剂的含量为基础粉含量的5-30％。本专利技术吸附剂包括基础粉和助渗剂，且进一步限定了助渗剂的含量，上述含量的助渗剂能有助于残铝渗入基础粉中，提高残铝去除效率。
11、作为优选，所述基础粉包括碳化硅粉、粘结剂、分散剂和碳源，且所述碳化硅粉、粘结剂、分散剂和碳源的比例为(50-80):(1-10):(1-5):(10-20)。本专利技术采用上述比例的基础粉组成，能进一步提高残铝在吸附剂中的吸附效果，从而使铝碳化硅坯件表面的残铝彻底去除。
12、作为优选，所述助渗剂为镁颗粒或氟锆酸盐颗粒，所述助渗剂的颗粒为0.5-5mm。
13、作为优选，所述碳化硅粉的粒径为0.5-100μm，粘结剂选自聚乙烯醇、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素中的至少一种，分散剂选自氨水、甘油、聚乙二醇、六磷偏酸钠、丙烯酸铵、丙三醇、季胺盐、聚丙烯酸盐、聚乙烯亚胺、byk中的至少一种，碳源选自石油焦、石墨粉、喷雾碳黑、糊精、糖类、酚醛树脂中的至少一种。
14、本专利技术利用上述组成的吸附剂，使铝碳化硅坯件表面的残铝渗入吸附剂的粉体中，形成次生铝碳化硅。由于吸附剂中含有碳源，且碳化硅表面不做氧化处理，高温处理时吸附剂的粉体中的残碳与碳化硅都容易与铝反应生成碳化铝，分布于铝与吸附剂粉体的界面处，有利于后续通过湿热处理的方法除去次生铝碳化硅。
15、作为优选，所述步骤s3中，吸附剂的松装密度小于碳化硅坯体的密度。本专利技术将吸附剂的松装密度小于碳化硅坯体的密度，使得吸附剂的孔隙率要大于坯体，渗铝时其对铝液的毛细管力要小于碳化硅坯体，故不会将铝碳化硅坯件内的铝吸出，而仅吸走产品表面的残铝。
16、作为优选，所述步骤s3中，吸附处理的具体步骤为：将铝碳化硅坯件埋于吸附剂中，在氮气气氛下升温至800-1500℃，保温0.5-8h。
17、作为优选，所述步骤s4中，湿热处理的具体步骤为：将经过吸附处理的铝碳化硅坯件置于高温盐雾干燥箱中，在相对湿度为60-100rh％、温度为80-150℃条件下放置2-5天。本专利技术需要采用湿热处理，是由于干燥条件下的热处理效果很差甚至完全没有效果，需要有水汽参与的湿热条件才能达到本申请的目的。
18、本专利技术采用上述湿热处理，利用水与碳化铝反应使复合材料粉化的现象，水汽进入次生铝碳化硅，反应生成的碳化铝在高温高湿条件下快速水解破坏，由于碳化铝主要存在于吸附剂粉体与铝的界面处，碳化铝的破坏将使次生铝碳化硅粉化，而铝碳化硅本体由于进行过氧化处理，不易与铝反应生成碳化铝，本体内部碳化铝含量很少，且产品致密度高，水汽也不易进入内部，因而不会出现粉化现象，故湿热处理可以去除次生铝碳化硅粉体而不破坏铝碳化硅产品本身。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
20、1、本专利技术通过对制备碳化硅坯体前的碳化硅颗粒进行氧化处理，或者对制得的氧化硅坯体进行氧化处理，一方面可以改善渗铝时与铝液的润湿性，另一方面可以降低碳化硅与铝生成碳化铝的有害反应，从而避免后续湿热处理造成样品粉化；
21、2、本专利技术通过合理调配吸附剂，使铝碳化硅坯件表面的残铝渗入吸附剂的粉体中，形成次生铝碳化硅，再通过后续的湿热处理除去次生铝碳化硅，达到去除铝碳化硅复合材料表面残铝的目的，便于复合材料后续利用和加工。
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1.一种铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，成型法选自压制成型、注射成型、注浆成型、3D打印成型中的一种。
3.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，还包括对碳化硅颗粒或碳化硅坯体进行氧化处理得到氧化层的步骤，氧化处理的具体步骤为：在800-120℃条件下氧化1-10h；氧化层的厚度为150-1000nm。
4.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，渗铝采用的铝材为铸铝，且铸铝中Si含量为5-20％。
5.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，吸附剂包括基础粉和助渗剂，所述助渗剂的含量为基础粉含量的5-30％，所述基础粉包括碳化硅粉、粘结剂、分散剂和碳源，且所述碳化硅粉、粘结剂、分散剂和碳源的比例为(50-80):(1-10):(1-5):(10-20)。
6.如权利要求5所述的铝碳化硅复合材料的制备方
7.如权利要求5所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳化硅粉的粒径为0.5-100μm，粘结剂选自聚乙烯醇、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素中的至少一种，分散剂选自氨水、甘油、聚乙二醇、六磷偏酸钠、丙烯酸铵、丙三醇、季胺盐、聚丙烯酸盐、聚乙烯亚胺、BYK中的至少一种，碳源选自石油焦、石墨粉、喷雾碳黑、糊精、糖类、酚醛树脂中的至少一种。
8.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，吸附剂的松装密度小于碳化硅坯体的密度。
9.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，吸附处理的具体步骤为：将铝碳化硅坯件埋于吸附剂中，在氮气气氛下升温至800-1500℃，保温0.5-8h。
10.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，湿热处理的具体步骤为：将经过吸附处理的铝碳化硅坯件置于高温盐雾干燥箱中，在相对湿度为60-100RH％、温度为80-150℃条件下放置2-5天。
...【技术特征摘要】
1.一种铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，成型法选自压制成型、注射成型、注浆成型、3d打印成型中的一种。
3.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，还包括对碳化硅颗粒或碳化硅坯体进行氧化处理得到氧化层的步骤，氧化处理的具体步骤为：在800-120℃条件下氧化1-10h；氧化层的厚度为150-1000nm。
4.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，渗铝采用的铝材为铸铝，且铸铝中si含量为5-20％。
5.如权利要求1所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，吸附剂包括基础粉和助渗剂，所述助渗剂的含量为基础粉含量的5-30％，所述基础粉包括碳化硅粉、粘结剂、分散剂和碳源，且所述碳化硅粉、粘结剂、分散剂和碳源的比例为(50-80):(1-10):(1-5):(10-20)。
6.如权利要求5所述的铝碳化硅复合材料的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪于喆，谢方民，邬妍佼，郭岱东，程向前，徐斌，王永辉，蒋家山，顾嘉琪，杜岳峰，王坚，任可杰，刘洁，杨丹，
申请(专利权)人：宁波伏尔肯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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