[发明专利]一种小分子有机酸水热改性碳化硅粉体的方法、改性碳化硅粉体、改性碳化硅浆料和应用

说明书

本发明提供了一种小分子有机酸水热改性碳化硅粉体的方法、改性碳化硅粉体、改性碳化硅浆料和应用，涉及陶瓷材料技术领域。本发明提供的小分子有机酸水热改性碳化硅粉体的方法，包括以下步骤：将碳化硅粉体进行酸洗，得到纯净碳化硅粉体；将所述纯净碳化硅粉体和碱液混合，进行活化处理，得到活化碳化硅粉体；将所述活化碳化硅粉体和小分子有机酸混合，进行水热反应，得到的粉体用腐殖酸钠溶液进行洗涤，得到改性碳化硅粉体。本发明制备的改性碳化硅粉体可以制备固相含量为50～55vol％、粘度1Pa·s、静置48h以上无明显沉降的浆料，且浆料流动性、分散性、稳定性比较优异，可以满足胶态成型工艺条件需要。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种小分子有机酸水热改性碳化硅粉体的方法、改性碳化硅粉体、改性碳化硅浆料和应用。

背景技术

碳化硅是一种常用的陶瓷材料，具有高强度、高硬度、耐化学腐蚀、抗氧化性好、热传导率高及热膨胀系数小等优异性能，被广泛用作高温、高功率和机械领域的结构材料。

成型工艺是制备碳化硅陶瓷的关键技术，成型工艺影响陶瓷材料中缺陷的数量及程度、均匀程度，从而影响陶瓷材料微观结构的均一性、致密性和力学性能等。胶态成型具有工艺简便高效、成品率高、均匀性好、可制备形状复杂部件、成本低等优点，是高性能碳化硅结构陶瓷走向产业化的关键技术而受到广泛关注。胶态成型工艺对陶瓷浆料的要求是：浆料固相含量高(固相含量≥50vol％)、粘度低(≤1Pa·s)、稳定性好。

针对碳化硅粉体表面改性，目前主要采用(1)去除杂质离子，增加粉体表面双电层；(2)采用硅烷偶联剂或大分子有机物接枝或包覆的方法增加粉体表面空间位阻；或者上述方法(1)和(2)两种方法协同使用。苏小红等(苏小红，周波，武七德，吉晓莉等.碳化硅粉体表面改性对分散性能的影响研究[J].中国粉体技术,2007,5:27-30.)采用水杨酸和丙烯酰胺复合改性碳化硅粉体，吉晓莉等(吉晓莉，郑彩华，魏磊等.氨基硅烷偶联剂表面改性SiC微粉的研究[J].化学与生物工程，2008,5(1):21-23.)采用硅烷偶联剂对碳化硅粉体进行改性，郭兴忠等(郭兴忠，杨辉，王建武，曹明等.聚乙二醇表面改性SiC粉体的物性表征[J].材料工程,2004,3:7-10.)采用聚乙二醇对碳化硅粉体改性，虽然都得到了固含量高、粘度低的浆料，但大分子有机物存在自聚的缺点，容易在分散相中出现自聚的现象，形成大量团聚体，反而使得浆料的稳定性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小分子有机酸水热改性碳化硅粉体的方法、改性碳化硅粉体、改性碳化硅浆料和应用，采用本发明制备的改性碳化硅粉体能够制备出固相含量高、粘度低、稳定性好的碳化硅浆料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种小分子有机酸水热改性碳化硅粉体的方法，包括以下步骤：

将碳化硅粉体进行酸洗，得到纯净碳化硅粉体；

将所述纯净碳化硅粉体和碱液混合，进行活化处理，得到活化碳化硅粉体；

将所述活化碳化硅粉体和小分子有机酸混合，进行水热反应，得到的粉体用腐殖酸钠溶液进行洗涤，得到改性碳化硅粉体。

优选地，所述酸洗的方法包括：将碳化硅粉体浸泡于盐酸溶液中。

优选地，所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或碳酸钠溶液。

优选地，所述活化处理的温度为80～120℃；所述活化处理的时间为0.5～2h。

优选地，所述小分子有机酸包括乙酸、丙酸、丁酸或异丁酸。

优选地，所述活化碳化硅粉体和小分子有机酸的质量比为1～2：1～2。

优选地，所述水热反应的温度为80～120℃；所述水热反应的时间为0.5～4.0h。