碳化硅泡沫陶瓷的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，包括以下步驟：將碳化硅、燒結助劑和添加劑加入水中混勻得到陶瓷料漿，碳化硅和燒結助劑的質量比為95:5～93:7，燒結助劑包括氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土，其中氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土的質量比為(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)，添加劑為聚丙烯酰胺和淀粉。采用預處理后的有機泡沫在陶瓷料漿中掛漿。將掛漿后的有機泡沫干燥后，燒結并保溫，冷卻得到碳化硅泡沫陶瓷。一方面燒結助劑有利于形成固溶體和液相，可降低燒結溫度，使擴散和燒結速度增大，另一方面燒結助劑使得制得的陶瓷料漿具有合適的粘度，最終制得的碳化硅泡沫陶瓷具有優越的性能。

【技術實現步驟摘要】
碳化硅泡沫陶瓷的制備方法
本專利技術涉及泡沫陶瓷領域，特別地，涉及一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法。
技術介紹
泡沫陶瓷是20世紀70年代發展起來的一種新型陶瓷材料。它體積密度很小，開口氣孔率很高，具有三維網絡結構。具有透過性好，比表面積大，密度小，耐高溫及耐腐蝕性強等優點。主要應用到催化劑載體、過濾材料、耐火材料、生物材料等領域?，F有的碳化硅材料存在熔融溫度高，性能一般的問題。
技術實現思路
本專利技術提供了一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，以解決燒結溫度高、性能一般的技術問題。本專利技術采用的技術方案如下：一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，包括以下步驟：將碳化硅、燒結助劑和添加劑加入水中混勻得到陶瓷料漿，碳化硅和燒結助劑的質量比為95:5～93:7，燒結助劑包括氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土，其中氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土的質量比為(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)，添加劑為聚丙烯酰胺和淀粉。采用預處理后的有機泡沫在陶瓷料漿中掛漿。將掛漿后的有機泡沫干燥后，燒結并保溫，冷卻得到碳化硅泡沫陶瓷。進一步地，碳化硅和燒結助劑的質量為95:5，氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土的質量比為1:1:1。進一步地，聚丙烯酰胺為碳化硅和燒結助劑總質量的0.06～0.08％，淀粉為碳化硅和燒結助劑總質量的0.2～0.3％。進一步地，聚丙烯酰胺為碳化硅和燒結助劑總質量的0.06％，淀粉為碳化硅和燒結助劑總質量的0.2％。進一步地，碳化硅、燒結助劑和添加劑的總質量與水的質量比為(58～62):100。進一步地，燒結溫度為1450～1550℃，保溫時間為3.5～4.5小時。進一步地，燒結溫度為1500℃，保溫時間為4小時。進一步地，有機泡沫的預處理的操作包括：將有機泡沫浸泡在10％的NaOH溶液中并在60～80℃下恒溫處理11～13h，再用蒸餾水反復沖洗后，干燥；將處理后的有機泡沫浸泡在0.5～2％羧甲基纖維素鈉溶液中并在60～80℃下恒溫處理2-12h，干燥。本專利技術具有以下有益效果：上述碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，在碳化硅中加入了氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土作為燒結助劑，并以聚丙烯酰胺和淀粉作為添加劑，且調節了燒結助劑的組成及加入量。一方面燒結助劑有利于形成固溶體和液相，可降低燒結溫度，使擴散和燒結速度增大，另一方面燒結助劑使得制得的陶瓷料漿具有合適的粘度，最終制得的碳化硅泡沫陶瓷具有優越的性能。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本專利技術還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本專利技術作進一步詳細的說明。附圖說明構成本申請的一部分的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1是碳化硅與燒結助劑配比對粘度的影響示意圖；圖2是添加劑含量對陶瓷漿料粘度的影響示意圖；圖3是本專利技術優選實施例2的各樣品在不同燒結溫度保溫3h后的XRD圖；圖4是本專利技術優選實施例2的各樣品在不同燒結溫度保溫4h后的XRD圖；圖5是本專利技術優選實施例2的各樣品在在1500℃時燒結不同保溫時間下燒結的XRD圖譜。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的實施例進行詳細說明，但是本專利技術可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本專利技術的優選實施例提供了一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，包括以下步驟：將碳化硅、燒結助劑和添加劑加入水中混勻得到陶瓷料漿，碳化硅和燒結助劑的質量比為95:5～93:7，燒結助劑包括氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土，其中氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土的質量比為(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)。采用預處理后的有機泡沫在陶瓷料漿中掛漿。將掛漿后的有機泡沫干燥后，燒結并保溫，冷卻得到碳化硅泡沫陶瓷。陶瓷漿料合適的粘度對陶瓷成品的相對質量有著至關重要的影響，通過分析碳化硅與燒結助劑配比，添加劑含量對陶瓷漿料粘度的影響，選擇合適的配比及添加劑含量以制備合適粘度的陶瓷漿料。燒結助劑包括氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土，并且氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土的質量比為(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)，該比例的燒結助劑有利于形成固溶體和液相，可降低燒結溫度，使擴散和燒結速度增大，有助于燒結。當燒結助劑的比例過小時，不利于降低燒結溫度，起不到燒結助劑的作用；而當燒結助劑的比例過大時，雖然燒結溫度降低，但是碳化硅泡沫陶瓷的結構強度較低，產品質量不能得到保證。燒結助劑的引入，能降低燒結溫度，減少生產成本，節約資源，符合節能減排的政策。添加劑為聚丙烯酰胺和淀粉，通過高分子的空間位阻效應，起到分散作用，保證料漿的穩定性。添加劑量過小，起不到分散作用；量過大，使料漿的流動性較差和增大產品的收縮性，最終影響碳化硅泡沫陶瓷的質量。本專利技術具有以下有益效果：上述碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，在碳化硅中加入了氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土作為燒結助劑，并以聚丙烯酰胺和淀粉作為添加劑，且調節了燒結助劑的組成及加入量。一方面燒結助劑有利于形成固溶體和液相，可降低燒結溫度，使擴散和燒結速度增大，另一方面燒結助劑使得制得的陶瓷料漿具有合適的粘度，最終制得的碳化硅泡沫陶瓷具有優越的性能?？蛇x地，碳化硅和燒結助劑的質量為95:5，氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土的質量比為1:1:1。在條件下，漿料具有合適的粘度，有利于制備高性能的碳化硅泡沫陶瓷?？蛇x地，聚丙烯酰胺為碳化硅和燒結助劑總質量的0.06～0.08％，淀粉為碳化硅和燒結助劑總質量的0.2～0.3％。可選地，聚丙烯酰胺為碳化硅和燒結助劑總質量的0.06％，淀粉為碳化硅和燒結助劑總質量的0.2％。可選地，碳化硅、燒結助劑和添加劑的總質量與水的質量比為(58～62):100?？蛇x地，燒結溫度為1450～1550℃，保溫時間為3.5～4.5小時?？蛇x地，燒結溫度為1500℃，保溫時間為4小時。可選地，有機泡沫的預處理的操作包括：將有機泡沫浸泡在10％的NaOH溶液中并在60～80℃下恒溫處理11～13h，再用蒸餾水反復沖洗后，干燥；將處理后的有機泡沫浸泡在0.5～2％羧甲基纖維素鈉溶液中并在60～80℃下恒溫處理2-12h，干燥。有機泡沫可根據需要剪成相應規格及形狀，如圓柱體。將有機泡沫剪成一定規格的圓柱體，浸泡在10％的NaOH溶液中置于60～80℃烘箱內恒溫處理12h，再用蒸餾水反復沖洗，最后放在烘箱中充分干燥。該操作可去除有機泡沫內部隔膜。將經過上述處理的有機泡沫進行活化處理以增加有機泡沫的親水基團。采用活化劑為羧甲基纖維素鈉，將有機泡沫浸泡在0.5-2％羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液中60～80℃恒溫處理2-12h，然后放在烘箱中充分干燥?；罨瘎┑臐舛冗^小，不能達到良好的活化效果；濃度過大，在燒結過程中，由于氣體揮發物過多，會導致坯體開裂。實施例1陶瓷漿料粘度的研究陶瓷漿料合適的粘度對陶瓷成品的相對質量有著至關重要的影響，通過分析碳化硅與燒結助劑配比，添加劑含量對陶瓷漿料粘度的影響，選擇合適的配比及添加劑含量以制備合適粘度的陶瓷漿料。碳化硅與燒結助劑配比對陶瓷漿料粘度的影響。不同碳化硅與燒結助劑配比見表1。表1碳化硅與燒結助劑配比對粘度的影響由表1中的配比進行實驗，利用NDJ-7旋轉式粘度計測不同配比下陶瓷漿料(未加入添加劑)的粘度，得到配比對陶瓷漿料本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將碳化硅、燒結助劑和添加劑加入水中混勻得到陶瓷料漿，所述碳化硅和所述燒結助劑的質量比為95:5～93:7，所述燒結助劑包括氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土，其中所述氧化鎂、所述三氧化二鋁和所述高嶺土的質量比為(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)，所述添加劑為聚丙烯酰胺和淀粉；采用預處理后的有機泡沫在所述陶瓷料漿中掛漿；將掛漿后的有機泡沫干燥后，燒結并保溫，冷卻得到碳化硅泡沫陶瓷。

【技術特征摘要】
1.一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將碳化硅、燒結助劑和添加劑加入水中混勻得到陶瓷料漿，所述碳化硅和所述燒結助劑的質量比為95:5～93:7，所述燒結助劑包括氧化鎂、三氧化二鋁和高嶺土，其中所述氧化鎂、所述三氧化二鋁和所述高嶺土的質量比為(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)，所述添加劑為聚丙烯酰胺和淀粉；采用預處理后的有機泡沫在所述陶瓷料漿中掛漿；將掛漿后的有機泡沫干燥后，燒結并保溫，冷卻得到碳化硅泡沫陶瓷。2.根據權利要求1所述的碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，所述碳化硅和所述燒結助劑的質量為95:5，所述氧化鎂、所述三氧化二鋁和所述高嶺土的質量比為1:1:1。3.根據權利要求1所述的碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺為碳化硅和燒結助劑總質量的0.06～0.08％，所述淀粉為碳化硅和燒結助劑總質量的0.2～0.3％。4.根據權利要求3所述的碳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：文瑾，譚云先，田修營，陳占軍，胡傳躍，何衡平，
申請(專利權)人：湖南人文科技學院，
類型：發明
國別省市：湖南,43