[发明专利]氮化硼多孔陶瓷保温材料、制备方法及其应用

权利要求书

1、一种氮化硼多孔陶瓷保温材料，其特征在于所述的多孔陶瓷保温材料是由原位反应生成的氮化硼和作为基体的氮化硼颗粒构成，多孔材料的气孔率的体积百分数为40-80％。

2、按权利要求1所述的氮化硼多孔陶瓷保温材料，其特征在于多孔陶瓷保温材料的气孔率的体积百分数为40％-50％，所述的多孔陶瓷保温材料呈板状或坩埚状。

3、制备如权利要求1或2所述的氮化硼多孔陶瓷保温材料的方法，其特征在于采用干压成型或胶态成型，其步骤如下：

A.干压成型

①将氮化硼粉、函硼元素的前驱体物质及粘结剂在水或有机溶剂中混合均匀，脱去液体，得到混合物的颗粒；

②干压得到素坯；

③在真空中缓慢升温到1000℃，脱去粘结剂；

④在氨气或氮气气氛下在1200℃-1800℃温度下烧结；

⑤烧结后的多孔材料经加工后用于保温材料；

B.胶态成型

①将氮化硼粉、含硼元素的前驱体物质及凝胶形成物质在水或有机溶剂中混合均匀，浇入模具，固化，得到素坯；

②素坯干燥；

③在真空中缓慢升温到1000℃，脱去粘结剂；

④在氨气或氮气气氛下在1200℃-1800℃温度下烧结；

⑤烧结后的多孔材料经加工后用作保温材料；

所述的氮化硼粉的粒径为0.1-1微米；

所述的含硼的前驱体为硼酸、单质硼或氧化硼；含硼的前驱体的硼含量占材料中总的硼元素质量分数为2-60％；

所述的胶态成型时粘结剂，采用能生成物理凝胶或化学凝胶的体系，物理凝胶系采用琼脂体系；化学凝胶的反应体系为自由基聚合、缩合聚合或开环聚合。

4、按权利要求3所述的氮化硼多孔陶瓷保温材料的制备方法，其特征在于干压成型时粘结剂使用量为素坯质量的0.5-5％。

5、按权利要求3所述的氮化硼多孔陶瓷保温材料的制备方法，其特征在于在1200-1800℃温度下的烧结保温时间为2-10小时。

6、按权利要求3所述的氮化硼多孔陶瓷保温材料的制备方法，其特征在于含硼的前驱体的硼含量占材料中总的硼元素质量百分数为5-30％。

7、按权利要求3所述的氮化硼多孔陶瓷保温材料的制备方法，其特征在于在步骤①的混合料中加入提高气孔率的物质，所述的提高气孔率物质为石墨、活性碳粉、树脂、石墨纤维、氮化硼纤维或造孔剂。

8、按权利要求1或2所述的氮化硼多孔陶瓷保温材料，其特征在于应用于单模腔或多模腔的微波烧结设备中，用于超高烧结温度的保温。

9、按权利要求8所述的氮化硼多孔陶瓷保温材料的应用，其特征在于微波烧结炉腔(20)中先采用常规方法依次铺设氧化铝纤维(30)、氧化铝纤维板(40)作为外层的保温材料；在氧化铝纤维板内侧用多孔氮化硼材料制作的板作为内衬(50)，被烧结的陶瓷置于多孔氮化硼材料制作的坩埚(60)内，下面垫数片块状多孔氮化硼保温材料(62)，置于氮化硼底板(50)上。坩埚内的材料在2100-2250℃烧结时，经氮化硼坩埚和氮化硼衬板的隔离作用，使氧化铝纤维板的位置温度降低至1650℃以下，不至于损坏外层的隔热材料。多孔氮化硼板在2300℃高温下反复使用多次也不会收缩变形。