[发明专利]碳化硅泡沫陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及泡沫陶瓷领域，特别地，涉及一种碳化硅泡沫陶瓷的制备方法。

背景技术

泡沫陶瓷是20世纪70年代发展起来的一种新型陶瓷材料。它体积密度很小，开口气孔率很高，具有三维网络结构。具有透过性好，比表面积大，密度小，耐高温及耐腐蚀性强等优点。主要应用到催化剂载体、过滤材料、耐火材料、生物材料等领域。现有的碳化硅材料存在熔融温度高，性能一般的问题。

发明内容

本发明提供了一种碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，以解决烧结温度高、性能一般的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

将碳化硅、烧结助剂和添加剂加入水中混匀得到陶瓷料浆，碳化硅和烧结助剂的质量比为95:5～93:7，烧结助剂包括氧化镁、三氧化二铝和高岭土，其中氧化镁、三氧化二铝和高岭土的质量比为(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)，添加剂为聚丙烯酰胺和淀粉。

采用预处理后的有机泡沫在陶瓷料浆中挂浆。

将挂浆后的有机泡沫干燥后，烧结并保温，冷却得到碳化硅泡沫陶瓷。

进一步地，碳化硅和烧结助剂的质量为95:5，氧化镁、三氧化二铝和高岭土的质量比为1:1:1。

进一步地，聚丙烯酰胺为碳化硅和烧结助剂总质量的0.06～0.08％，淀粉为碳化硅和烧结助剂总质量的0.2～0.3％。

进一步地，聚丙烯酰胺为碳化硅和烧结助剂总质量的0.06％，淀粉为碳化硅和烧结助剂总质量的0.2％。

进一步地，碳化硅、烧结助剂和添加剂的总质量与水的质量比为(58～62):100。

进一步地，烧结温度为1450～1550℃，保温时间为3.5～4.5小时。

进一步地，烧结温度为1500℃，保温时间为4小时。

进一步地，有机泡沫的预处理的操作包括：

将有机泡沫浸泡在10％的NaOH溶液中并在60～80℃下恒温处理11～13h，再用蒸馏水反复冲洗后，干燥；

将处理后的有机泡沫浸泡在0.5～2％羧甲基纤维素钠溶液中并在60～80℃下恒温处理2-12h，干燥。

本发明具有以下有益效果：上述碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，在碳化硅中加入了氧化镁、三氧化二铝和高岭土作为烧结助剂，并以聚丙烯酰胺和淀粉作为添加剂，且调节了烧结助剂的组成及加入量。一方面烧结助剂有利于形成固溶体和液相，可降低烧结温度，使扩散和烧结速度增大，另一方面烧结助剂使得制得的陶瓷料浆具有合适的粘度，最终制得的碳化硅泡沫陶瓷具有优越的性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是碳化硅与烧结助剂配比对粘度的影响示意图；

图2是添加剂含量对陶瓷浆料粘度的影响示意图；

图3是本发明优选实施例2的各样品在不同烧结温度保温3h后的XRD图；

图4是本发明优选实施例2的各样品在不同烧结温度保温4h后的XRD图；

图5是本发明优选实施例2的各样品在在1500℃时烧结不同保温时间下烧结的XRD图谱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明的优选实施例提供了一种碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

将碳化硅、烧结助剂和添加剂加入水中混匀得到陶瓷料浆，碳化硅和烧结助剂的质量比为95:5～93:7，烧结助剂包括氧化镁、三氧化二铝和高岭土，其中氧化镁、三氧化二铝和高岭土的质量比为(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)。

采用预处理后的有机泡沫在陶瓷料浆中挂浆。

将挂浆后的有机泡沫干燥后，烧结并保温，冷却得到碳化硅泡沫陶瓷。

陶瓷浆料合适的粘度对陶瓷成品的相对质量有着至关重要的影响，通过分析碳化硅与烧结助剂配比，添加剂含量对陶瓷浆料粘度的影响，选择合适的配比及添加剂含量以制备合适粘度的陶瓷浆料。