[发明专利]一种自定型氮化硅泡沫陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种自定型氮化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将无机连续长纤维制备为短切纤维，而后利用制毡设备获得具有一定形状、厚度及纤维体积分数的纤维毡；所述无机连续长纤维包括碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维中的一种；

2）将纯硅粉或硅粉与氮化硅的混合微粉放入溶剂，并在溶剂中添加表面活性剂和粘结剂，经球磨后获得含硅浆料；所述硅粉与氮化硅的混合微粉的粒度为0.5～10μm，以保证浆料的颗粒能够畅通无阻的进入纤维毡；所述氮化硅粉用于缓解硅粉在后续氮化过程的放热，氮化硅粉的加入量为硅粉总质量的0～80wt.%；所述表面活性剂选自离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂，表面活性剂的添加量为0.5wt.%～3wt.%；所述粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛，粘结剂的含量为1wt.%～6wt.%；所述溶剂采用水或乙醇；所述含硅浆料的固含量为20wt.%～50wt.%；

3）将纤维毡置于含硅浆料中，在压力作用下使含硅浆料充分浸渍纤维毡，而后将带有浆料的纤维毡从含硅浆料中取出，充分干燥后，获得挂浆产物；

4）将挂浆产物置于氮气或氮氢混合气氛中，在高温下使硅粉发生氮化生成氮化硅，并在氮化硅的持续转化过程中实现反应烧结，获得纤维增强的氮化硅泡沫陶瓷；

5）将氮化硅泡沫陶瓷置于含硅浆料中，重复步骤3）和4），进而获得不同孔隙尺寸和孔隙率的自定型氮化硅泡沫陶瓷。

2.如权利要求1所述一种自定型氮化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤1）中，所述纤维毡中纤维的体积分数为1vol.%～10vol.%，所述纤维毡的厚度为0.3～30mm，所述一定形状是通过裁剪将固定厚度的纤维毡形成特性形状。

3.如权利要求1所述一种自定型氮化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述硅粉及氮化硅粉的粒度为0.5～2μm。

4.如权利要求1所述一种自定型氮化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述挂浆的压力为0.5～10MPa，保压时间为5～30min；所述干燥的温度为60～80℃，干燥的时间为5～20h。

5.如权利要求1所述一种自定型氮化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述挂浆产物通过调整浆料固含量来调整挂浆量，进而获得不同孔隙率的挂浆产物。

6.如权利要求1所述一种自定型氮化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤4）中，所述氮化的反应温度为1300～1400℃，升温速率为1～5℃/min，反应时间为1～30h；当使用氮氢混合气氛时，氢气的浓度为1%～5%。

7.如权利要求1所述一种自定型氮化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤5）中，所述自定型氮化硅泡沫陶瓷的气孔率为55%～80%，孔隙尺寸为100～1000μm，抗弯强度为15～60 MPa，压缩强度为5～20 MPa。