[发明专利]一种生物结构球形多孔碳化硅陶瓷材料的制备方法

摘要

一种生物结构球形多孔碳化硅陶瓷材料的制备方法将干燥的农作物果实生物质在氩气的保护下碳化，碳化后的生物质的通过气相渗硅、液相渗硅、溶胶凝胶与碳热还原三种方法进行硅化，在空气中600～800℃温度下处理1～4小时，再用盐酸和氢氟酸酸洗涤。本发明具有保持了小米、大米或大豆等原生物质相似的宏观形貌与微观结构；颗粒直径在0.2～1.5cm之间，孔结构为蜂窝式胞状结构，空隙相通，大小空相间，孔径在0.01μm～500μm之间。原料廉价易得，工艺条件简单的优点。

主权项

1.一种生物结构球形多孔碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将农作物果实生物质放入烘箱中在100～150℃下干燥1～4天；(2)将干燥的农作物果实生物质在氩气的保护下，升温至600～1200℃碳化1～5小时，在300～600℃之前，升温速率为1～5℃/min，随后的升温速率为5～10℃/min，得到碳化生物质；(3)碳化生物质的硅化通过三种方法实现：i气相渗硅：按摩尔比1～10∶1称取硅粉和碳化生物质，将硅粉放入化学气相沉积(CVD)真空炉底层，将碳化生物质置于化学气相沉积真空炉的上层，抽真空，以3～10℃/min的升温速率加热到1500～2000℃，恒温1～5小时；ii液相渗硅：按摩尔比1～10∶1称取硅粉和碳化生物质，充分混合，在氩气的保护下，以3～10℃/min的升温速率加热到1200～1800℃，恒温1～10小时；iii溶胶凝胶与碳热还原：将正硅酸乙酯、乙醇和盐酸按摩尔比1～100∶1～100∶1制备二氧化硅溶胶，将碳化生物质抽真空1～5小时，填充二氧化硅溶胶，以5～30MPa的压力对其加压1～10小时，然后干燥，形成C/SiO2复合物，将复合物在氩气的保护下，以3～10℃/min的升温速率加热到1200～1800℃，恒温1～10小时；(4)将第(3)步得到的物质在空气中600～800℃温度下处理1～4小时，再用盐酸和氢氟酸酸洗。