抗氧化陶瓷用棒状Si₂N₂O粉体及其制备方法

摘要

本发明提供了一种高强高韧抗氧化陶瓷用棒状Si₂N₂O原料粉体及其制备方法。本发明的制备方法将碳热还原氮化工艺与纳米浇注技术结合，具体包括如下步骤：1）利用有序介孔二氧化硅为主原料，有机小分子化合物为碳源，氧化钇作为反应催化剂，通过纳米浇注制得介孔碳/氧化硅/氧化钇复合物；2）将介孔碳/氧化硅/氧化钇复合物进行碳热还原氮化制得含碳Si₂N₂O复合粉体；3）将含碳Si₂N₂O复合粉体在空气中煅烧除去残留碳，冷却得到Si₂N₂O复合粉体。本发明高强高韧抗氧化陶瓷用棒状Si₂N₂O原料粉体可用于制备具有一定韧性的、高强、抗氧化热防护陶瓷材料，可广泛应用于航天、冶金及化工等领域。

主权项

一种抗氧化陶瓷用棒状Si₂N₂O粉体的制备方法，所述方法包括：(1)利用有序介孔二氧化硅为主原料，氧化钇作为反应催化剂，有机小分子化合物为碳源，通过纳米浇注制得介孔碳/氧化硅/氧化钇复合物；(2)将所述介孔碳/氧化硅/氧化钇复合物进行碳热还原氮化制得含碳Si₂N₂O粉体；(3)将所述含碳Si₂N₂O粉体煅烧除去残留碳，冷却得到Si₂N₂O粉体；其中，步骤(1)包括：a.将碳源溶解于去离子水中，滴加硫酸作为催化剂，形成混合溶液A，再向混合溶液A中加入氧化钇及有序介孔二氧化硅，混合均匀，得到糊状物A，将所得糊状物A置于烘箱中，在80～100℃干燥6～8小时，然后升高烘箱温度到140～160℃，预碳化6～8小时，得到预碳化产物A；b.继续往预碳化产物A中加入碳源、硫酸和去离子水的混合溶液A，搅拌均匀，得到糊状物B，将所得糊状物B置于烘箱中，在80～100℃干燥6～8小时，然后升高烘箱温度到140～160℃，预碳化6～8小时，得到预碳化产物B；c.将所述预碳化产物B置于管式炉中，在氮气气氛中，于700～1000℃下碳化4～6小时，得到所述介孔碳/氧化硅/氧化钇复合物。