一种基于碳纤维为造孔剂制备定向多孔氮化硅陶瓷的方法

摘要

本发明公开了一种基于碳纤维为造孔剂制备定向多孔氮化硅陶瓷的方法，其制备步骤为：将不同固相含量将不同配比的氮化硅、不同长度的碳纤维、烧结助剂、有机添加剂及去离子水混合，混料均匀后，陈腐一段时间置于压力机以不同的挤压速度挤出成型得到陶瓷生坯，生坯经排胶后在氮气气氛下烧结最终获得一维定向多孔氮化硅陶瓷。制备过程中，通过原料的选择及工艺参数的调节来控制陶瓷中的气孔率、定向气孔结构及孔径尺寸等重要结构参数。本发明所述制备方法具有成本低廉、工艺简单，陶瓷质量易于控制的特点。技术产业化后可以直接应用在高温烟气除尘设备中，用以净化空气、保护环境，为国家经济的可持续发展提供技术支持。

主权项

一种基于碳纤维为造孔剂制备定向多孔氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：①首先按照55～80％的固相含量将质量比为92～95％的氮化硅、5～8％的烧结助剂(基于氮化硅的质量)、5～40％的碳纤维(基于氮化硅和烧结助剂的质量)、加入量占固相含量的5～20％的羟丙基甲基纤维素(HPMC)粘接剂、加入量占固相含量的0～5％的聚乙二醇(PEG‑1000)增塑剂、加入量占固相含量的0～2％的丙三醇保湿剂、加入量占固相含量的0～5％的蓖麻油润滑剂及去离子水混合。②将上述原料混合均匀后，陈腐12～24h，置于压力机以2～10mm/min的挤压速度挤出，获得定向多孔氮化硅陶瓷的生坯。③将生坯烘干后置于马弗炉中升温至600～800℃保温2～3h排胶。④最后将排胶后的试样放入多功能气氛炉中，在氮气压力0.2～0.6MPa下以10～15℃/min的升温速度逐渐升温到1750～1800℃保温1～2h，即获得定向多孔氮化硅陶瓷。