[发明专利]一种碳化硅晶须-氧化铝亚微米颗粒多尺度改性ZrC-SiC复相陶瓷粉体的制备方法

说明书

一种碳化硅晶须‑氧化铝亚微米颗粒多尺度改性ZrC‑SiC复相陶瓷粉体的制备方法，将碳源溶液、硅溶胶、八水氯氧化锆、硫酸铝均匀混合并用矿化剂进行调控使其实现溶胶向凝胶转变，将凝胶置于低温环境下进行干燥以实现多孔化，干燥后在800℃～1000℃下进行碳化，最后在1400℃～1600℃下热处理即可。本发明具有工艺简单，制备周期短，成本低等优点且该方法具有产物产量高、结构明显等优点。本发明制备的制备SiC_NW‑SiC‑ZrC‑Al₂O₃复相陶瓷粉体有利于实现对基体的全温域的保护作用，同时所制备的复合材料中SiC纳米晶须提高了材料的强度，增强了材料的抗高温性能。

技术领域

本发明属于陶瓷材料制备技术领域，涉及一种碳化硅晶须-氧化铝亚微米颗粒多尺度改性ZrC-SiC复相陶瓷粉体的制备方法。

背景技术

随着复合材料技术的发展，其性能不仅受到复合材料的组成、结构、结合方式的影响，而且受到增强材料结构的影响。复合材料被应用于酸性、碱性或高温环境时，不仅需要基体具有良好的物理化学性质稳定性，而且需要增强材料同样具有良好的物理化学稳定性。SiC_NW-ZrC-SiC-Al₂O₃复相陶瓷粉体是一种具有纳米级的SiC亚微米级的SiC和ZrC颗粒、高温稳定性、强度与硬度高等特点的增强材料。SiC_NW-ZrC-SiC-Al₂O₃复相陶瓷粉体中由于结构具有纳米级和微米级，因此其在复合材料中有利于实现对基体的全温域的保护作用，这样有利于提高复合材料的抗高温性能，抗腐蚀的能力。

目前，制备SiC_NW-SiC-ZrC-Al₂O₃复相陶瓷粉体的方法鲜有报道，更多集中在SiC/ZrC粉体制备，Al₂O₃/SiC粉体制备。

廉晓庆等以八水合氧氯化锆为锆源，正硅酸乙酯为硅源，蔗糖为碳源，采用液相先驱体转化结合溶胶凝胶法合成SiC/ZrC纳米复合粉体。该方法简化工艺的同时，实现了组分可控。采用液相先驱体合成有机锆先驱体，C与Si的摩尔比为2.5，采用溶胶凝胶法合成硅溶胶，设计Si/Zr摩尔比为0.28、1.11、2.56、5.88、23.17的SiC/ZrC纳米复合粉体。将硅溶胶和有机锆先驱体按上述比例混合干燥，在1450℃下热处理2h。这样就得到SiC/ZrC纳米复合粉体[廉晓庆,隆万坤,徐菊花,等.液相先驱体转化结合溶胶凝胶法合成ZrC-SiC纳米复合粉体[J].硅酸盐通报,2018(1).]。但该方法制备的粉体在抗烧蚀复合材料的应用时，容易在烧蚀后使复合材料变成一个多孔的材料从而使复合材料的强度降低，从而影响材料的性能。

中国发明专利200610017421.0公开了一种由煤矸石制备Al₂O₃/SiC复相粉体的方法，该方法以煤矸石和碳质材料为原料，经混配、球磨、碳热还原反应和去除残炭等工艺制备出Al₂O₃/SiC复相粉体，该方法解决了难以大规模工业化生产以及目前煤矸石开发和利用过程中所面临的产品技术含量及附加值低、经济效益和环境效益差。但制备的Al₂O₃/SiC复相粉体方法存在能耗高、制备周期长等缺点。并且制备的Al₂O₃/SiC复相粉体没有很好的抗烧蚀性能，在烧蚀过程中会损坏碳纤维。

鉴于以上缺陷，实有必要提供一种SiC_NW-SiC-ZrC-Al₂O₃复相陶瓷粉体的制备方法以解决以上技术及应用问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提出一种碳化硅晶须-氧化铝亚微米颗粒多尺度改性ZrC-SiC复相陶瓷粉体的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：