[发明专利]前驱体、多孔介质燃烧器及制法、改善SiC抗氧化方法

说明书

一种前驱体、多孔介质燃烧器及制法、改善SiC抗氧化方法，属于碳化硅领域。前驱体包括：多孔的基体，该基体是碳化硅的材质；以及附着层。其中的附着层结合于基体，且附着层含有三氧化二铝、三氧化二铬和树脂。利用上述的前驱体通过反应烧结上述前驱体中的经过碳化的树脂可以转化为碳化硅。因此该前驱体可以使所获得多孔介质燃烧器的制作更简单、成本低廉且量产，更好地，所获得燃烧器的高温抗氧化性能得到改善。

技术领域

本申请涉及碳化硅材料领域，具体而言，涉及一种前驱体、多孔介质燃烧器及制法、改善SiC抗氧化方法。

背景技术

碳化硅多孔陶瓷具有高强度、高导热率、耐高温、抗热震、抗氧化和耐腐蚀等优异性能，而且其还具备高孔隙率、高比表面积和低密度的特性。由此其非常适合应用于多孔介质燃烧器、高温气体净化器、热交换器、熔融金属过滤器和汽车三元催化器等。

在温度超过800℃的高温氧气环境中，碳化硅陶瓷会缓慢生成一层致密的SiO₂保护膜。SiO₂保护膜可以阻止氧气进一步与SiC反应。因此，碳化硅陶瓷具有优异的抗氧化性能。

但是，在较高温度(＞1300℃)氧气环境中持续使用，SiO₂保护膜失效，从而使碳化硅陶瓷加速氧化和寿命缩短。

在多孔介质燃烧器领域中，人们希望碳化硅多孔陶瓷在1300℃以上的氧气环境中，能够持续使用1年以上。因此，提高碳化硅多孔陶瓷在高温环境的使用耐久性是十分必要的。

发明内容

本申请提出了一种前驱体、多孔介质燃烧器及制法、改善SiC抗氧化方法。其能够改善碳化硅基的多孔介质燃烧器的高温抗氧化性能。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种用于通过反应烧结制作多孔陶瓷燃烧器的前驱体。在反应烧结中发生残碳与硅反应形成碳化硅的反应，其中的残碳来自于所述前驱体的碳化，硅独立于前驱体所提供。

其中的前驱体包括：

多孔的基体，所述基体是碳化硅的材质；

附着层，结合于所述基体，所述附着层含有三氧化二铝、三氧化二铬和作为所述残碳的碳源的树脂。

根据本申请的一些示例，树脂包括酚醛树脂或环氧树脂；和/或，三氧化二铝包括α-氧化铝、γ-氧化铝、工业氧化铝和刚玉中的一种或组合，可选地，三氧化二铝以颗粒物的形式存在且D50粒径为0.5μm～2μm；和/或，三氧化二铬的D50粒径为0.5μm～2μm。

根据本申请的一些示例，树脂是酚醛树脂，且残碳率为大于等于35wt％；以质量计，三氧化二铝：三氧化二铬：树脂的值为(40～60):(10～20):(25～40)。

根据本申请的一些示例，附着层中还包括悬浮分散剂，悬浮分散剂包括蓖麻油、三油酸甘油酯、吐温20、有机膨润土中的一种或组合。

在第二方面，本申请示例提出了一种采用前述的前驱体烧结而成的多孔介质燃烧器。

该多孔介质燃烧器包括基体和抗氧化层。

其中的基体为多孔碳化硅或来自于前驱体的多孔的基体；

其中的抗氧化层通过附着层通过与硅元素反应烧结而成，或者是处于混合且均相的碳化硅、三氧化二铝和三氧化二铬。

其中通过附着层通过与硅元素反应烧结而成是指，附着层通过与硅反应烧结而使附着层中的树脂碳化，且从而与处于气相的硅反应形成产物型碳化硅。

根据本申请的一些示例，抗氧化层含有莫来石晶相，莫来石晶相由产物型碳化硅中的碳化硅氧化而与来自于附着层中的三氧化二铝反应而成。