一种孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制备方法

摘要

本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，包括有以下步骤：1)多孔碳化硅素胚的比例设计；2)多孔碳化硅陶瓷的素胚成型；3)多孔碳化硅陶瓷的烧制，得到所需要的多孔碳化硅陶瓷。本发明的有益效果在于：通过组成比例设计，即控制膨胀石墨、金属硅粉、有机粘接剂的比例，使反应产物主要为碳化硅；此外，控制三者混合后的密度，可实现多孔碳化硅陶瓷孔隙率的准确控制，可制备出孔隙在40％-80％之间可控的多孔碳化硅陶瓷制品，具有孔隙率可控，孔隙均匀的特点。

主权项

一种孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制备方法，包括有以下步骤：1)多孔碳化硅素胚的比例设计A、有机粘接剂残炭量测定，将选用的单位质量有机粘接剂置于1200℃高温下，使其充分碳化，计算前后质量变化，其差值为每单位质量残碳量X；B、原材料的选取，各组分金属硅粉质量为M_Si、膨胀石墨质量为M_C、有机粘结剂质量为M_X，按照M_Si/28＝M_C/12+X·M_X/12，的比例关系选取备用；C、多孔碳化硅素胚的混合，将膨胀石墨和有机粘结剂混合均匀后，再加入金属硅粉并混合均匀；2)多孔碳化硅陶瓷的素胚成型将混合均匀的膨胀石墨、有机粘结剂和金属硅粉放入模具中，施加压力，控制素胚成型体积，得到多孔碳化硅陶瓷的素胚；素胚成型体积计算方法是：将膨胀石墨、有机粘结剂和金属硅粉的总质量记为M_总，根据R_设＝(1‑ρ_设/ρ_SiC)和V_设＝M_总/ρ_设，求出在设计孔隙率和该总质量M_总下，素胚成型应控制的体积V_设；其中，设计孔隙率为R_设，碳化硅的密度为ρ_SiC，素胚成型的密度为ρ_设；3)多孔碳化硅陶瓷的烧制将多孔碳化硅陶瓷的素胚放入高温炉中，抽真空或充入惰性气体，升温至到1800‑2000℃，保温15‑45分钟，自然冷却至室温，得到所需要的多孔碳化硅陶瓷。