[发明专利]一种多步反应烧结法制备低残硅的碳化硅陶瓷材料的方法

摘要

一种多步反应烧结法制备低残硅的碳化硅陶瓷材料的方法，包括碳源选择、将不同活性的碳源与碳化硅粉混合，加入酚醛树脂或PVA机械混料、粉料成型、渗硅烧结、热处理消除残硅、最后对所获得的碳化硅制品进行打磨处理，去除表面冷凝的碳硅和平整毛糙表面，得到合格的碳化硅成品；本发明解决了现有的反应烧结碳化硅陶瓷材料存在的由于残留硅含量较多而限制了高温、腐蚀环境、高温差环境中应用的问题，能够制备出低残硅高致密度的碳化硅陶瓷材料，大幅提高了反应烧结碳化硅材料的导热性能、高温力学性能、杨氏模量、耐腐蚀性能、高温导电性能等，大大拓展了反应烧结碳化硅材料的应用范围。

主权项

1.一种多步反应烧结法制备低残硅的碳化硅陶瓷材料的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：第一步，通过检测手段选择至少两种活性不同碳源，两种活性不同碳源指的是两种及以上的碳源或者具有两种不同活性的一个碳源，碳源包括纳米炭黑、石油焦、金刚石、炼焦酚渣、碳微球或石墨材料；检测手段包括X射线衍射分析、拉曼光谱分析和透射电镜分析；第二步，将不同活性的碳源与碳化硅粉混合，加入酚醛树脂或PVA；先采用湿混，烘干后使用干混，使粉料混合均匀；所述的碳源、碳化硅粉和酚醛树脂或PVA三者的质量百分比为：(45‑55)：(40‑48)：(2‑10)；第三步，将混合均匀的原料根据不同工件的使用要求选择不同的成型方式成型，成型方式包括干压、湿压、注浆成型、挤压成型、注射成型、或等静压成型，保证生坯较为致密和有一定的气孔率，并对生坯进行体积测量和密度计算；第四步，将第三步中制备的生坯放在平铺的硅粉上，放入真空炉中进行烧结，加热至硅粉熔化成液体渗入生坯中，使活性高的碳与硅反应，活性低的碳残留；第五步，对第四步中得到的碳化硅制品再进行高温热处理，使残余的硅和碳进行反应；第六步，对第五步所获得的碳化硅制品进行打磨处理，去除表面冷凝的碳硅和平整毛糙表面，得到合格的碳化硅成品。