[发明专利]一种高热导率反应烧结碳化硅陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种高热导率反应烧结碳化硅陶瓷材料及其制备方法，它由以下质量百分比的原料组成，碳化硅50‑90wt.％，石墨烯0.5‑12.5wt.％，炭粉5‑15wt.％，表面活性剂1‑3wt.％，分散剂0.5‑2.5wt.％，粘结剂0.3‑1.5wt.％；上述原料经混合、成型、真空条件下于温度1650‑1800℃反应烧结8～12小时，制得。本发明制得的SiC陶瓷材料硬度高、热膨胀系数低、热导率高，材料性能更加均匀、一致，提高了材料的服役可靠性。

主权项

1.一种高热导率反应烧结SiC陶瓷材料，由以下质量百分比的原料组成，D₅₀为1.0～5μm的碳化硅微粉、D₅₀为5‑20μm的碳化硅微粉和D₅₀为20‑50μm的碳化硅微粉按质量比(3‑12):(2‑4):1混合组成的碳化硅粉55‑85wt.％，石墨烯0.5‑10wt.％，炭粉5‑15wt.％，硬脂酸1‑3wt.％，聚丙烯酸0.5‑2.5wt.％，聚乙烯醇0.3‑1.5wt.％；各成分用量之和为100％，所述的石墨烯，含碳量＞99.0％，平均厚度＜3nm，D₅₀为3‑15μm；所述的炭粉，D₅₀为0.1‑1.0μm；所述聚丙烯酸的分子量为3000～30000；所述聚乙烯醇的分子量为50000～100000；制备方法，包括步骤如下：(1)将碳化硅、石墨烯、炭粉、表面活性剂、分散剂和粘结剂按比例混合，然后加水球磨6～15小时，制得SiC浆料；(2)将步骤(1)制得的SiC浆料喷雾造粒，压制成型，获得高密度坯体；喷雾造粒过程中，制得的颗粒含水率为0.2～0.4％；压制成型，将经喷雾造粒制得的颗粒在80～160MPa冷等静压成型，保压2～5分钟，高密度坯体的密度为1.70～2.0g/cm³；(3)将步骤(2)制得的高密度坯体在50～70℃烘干8～20小时，然后置于真空反应烧结炉中，下面铺金属硅粒，硅粒的用量为坯体质量的0.5‑0.9倍，在1650‑1800℃温度下反应烧结8～12小时，制得SiC陶瓷材料。