采用改进流延成型工艺制备反应烧结碳化硅陶瓷的方法

摘要

本发明一种改进流延成型工艺制备反应烧结碳化硅陶瓷的方法，涉及将由流延膜脱粘后的多孔素坯中真空浸渍酚醛树脂溶液，干燥、碳化后再经反应渗硅得到致密的反应烧结碳化硅陶瓷。本发明包含如下步骤：先用流延成型的方法制备得到多孔的含碳素坯；再将多孔素坯，真空浸渍到酚醛树脂溶液中，浸渍完全后将素坯干燥、碳化，最后将碳化后的素坯在真空炉中反应渗硅，得到致密的反应烧结碳化硅陶瓷。本发明以流延成型工艺用于反应烧结碳化硅素坯的制备为基础，对该工艺中存在的游离硅含量高的不足进行改进，不仅保持了流延工艺可叠层设计的优点，而且有效地降低了反应烧结陶瓷中残留Si的含量以及显著提高烧结体的抗弯强度。

主权项

一种采用改进流延成型工艺成型反应烧结碳化硅陶瓷的方法，其特征在于包括如下步骤： 1)用流延成型法制备不同C/SiC比、孔径均匀分布的多孔含碳素坯，所述C/SiC比例为1∶10‑10∶1； 2)将上述所得到的多孔含碳素坯脱粘后真空浸渍在酚醛树脂的有机溶液中，酚醛树脂包括苯酚甲醛树脂、聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂、聚酰胺改性酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂和有机硅改性树脂中的一种，有机溶液中溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、正辛醇、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷有机溶剂中的任意一种，有机溶液浓度为5wt％‑70wt％，真空浸渍的真空度低于0.1MPa；真空抽气时间为2‑30分钟； 3)浸渍完全后，将含酚醛树脂溶液的含碳多孔素坯表面多余酚醛溶液用滤纸吸干； 4)素坯在表面多余酚醛溶液吸干后，放置到干燥箱中干燥使酚醛树脂固化，干燥温度为50℃‑170℃之间，干燥时间为2‑72小时； 5)将干燥后的素坯在真空条件下升温使酚醛裂解成无定形碳，酚醛树脂裂解温度为700℃‑1200℃，升温速率小于10℃/分钟；裂解保温时间10‑300分钟； 6)将得到的含碳素坯放置在硅片上，真空条件下反应渗硅，反应温度在1420‑1550℃之间，反应渗硅在碳管炉中完成，真空度为1‑20Pa之间。