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凝膠包裹-冷凍干燥工藝制備碳化硅多孔陶瓷的方法

時間:2026-04-06    作者:admin 點擊: ( 2 ) 次

【摘要】 本發(fā)明涉及一種凝膠包裹-冷凍干燥工藝制備 碳化硅多孔陶瓷的方法,其特征在于包括氧化鋁溶膠的制備、 氧化鋁溶膠對碳化硅顆粒的包裹、溶膠固含量的控制、溶膠漿 料的冷凍干燥成型和成型后坯體的燒結(jié)。它具有定向、互連的 孔隙結(jié)構(gòu),開口孔隙率為40~90%,孔徑為1~500μm,碳化 硅顆粒之間以莫來石結(jié)合。首先將異丙醇鋁與碳化硅顆粒分散 在異丙醇中,異丙醇鋁水解后形成氧化鋁溶膠漿料,加入粘結(jié) 劑、消泡劑,澆鑄成型,真空除氣,凍結(jié)后冷凍干燥,形成多 孔的坯體,脫粘后于空氣中燒結(jié),通過碳化硅顆粒表面氧化得 到的二氧化硅與氧化鋁反應(yīng)生成莫來石,從而結(jié)合碳化硅顆 粒,得到碳化硅多孔陶瓷。 【專利類型】發(fā)明申請 【申請人】中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所 【申請人類型】科研單位 【申請人地址】200050上海市長寧區(qū)定西路1295號 【申請人地區(qū)】中國 【申請人城市】上海市 【申請人區(qū)縣】長寧區(qū) 【申請?zhí)枴緾N200610119233.9 【申請日】2006-12-06 【申請年份】2006 【公開公告號】CN1962546A 【公開公告日】2007-05-16 【公開公告年份】2007 【授權(quán)公告號】CN100384781C 【授權(quán)公告日】2008-04-30 【授權(quán)公告年份】2008.0 【IPC分類號】C04B35/624; C04B35/628; C04B35/565; C04B35/10; C04B38/00; C04B35/622; C04B35/626 【發(fā)明人】曾宇平; 丁書強(qiáng); 江東亮; 左開慧; 儲德韋; 任琳琳 【主權(quán)項內(nèi)容】1、凝膠包裹-冷凍干燥工藝制備碳化硅多孔陶瓷的方法,其特征在于 包括氧化鋁溶膠的制備、氧化鋁溶膠對碳化硅顆粒的包裹、溶膠固含量的 控制、溶膠漿料的冷凍干燥成型和成型后坯體的燒結(jié); 具體工藝步驟是: ①將異丙醇鋁研磨后以質(zhì)量比1∶0.5~1的比例溶于異丙醇中,并以異 丙醇鋁∶碳化硅=1∶0.3~0.8的重量比向異丙醇鋁溶液中加入0.1~100微米 的碳化硅粉,超聲混合0.5~8小時后磁力攪拌20分鐘,然后把溶液置于 70-100℃的環(huán)境下機(jī)械攪拌、并加入去離子水水解,加入醋酸解膠劑20分 鐘后,得到以碳化硅顆粒為中心非均相成核的氧化鋁溶膠漿料,冷卻至常 溫; ②然后以異丙醇鋁∶碳化硅∶粘結(jié)劑∶消泡劑=1∶0.3~0.8∶0.01~0.1∶ 0.005~0.1的質(zhì)量比加入粘結(jié)劑PVA、PVB或酚醛樹脂和消泡劑,并機(jī)械攪 拌,形成分散均勻的漿料; ③把制備好的漿料迅速倒入所需形狀的模具中澆鑄成型,并放入真空 干燥箱中于常溫100Pa以下真空脫氣10分鐘以上,消除漿料中的氣泡; ④然后把樣品置于<-10℃的低溫冰箱中,保持4~48小時,使樣品完全 凍結(jié),凍結(jié)后的樣品快速轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中,在0~80℃和5~100Pa的環(huán) 境下冷凍干燥,使冷凍塊內(nèi)的冰粒升華,從而形成多孔的坯體; ⑤冷凍干燥后的坯體在空氣中以低于2℃/min的升溫速率至600℃脫除 粘結(jié)劑,除去其中的有機(jī)物揮發(fā)物,脫粘后的樣品放入高溫爐內(nèi),于空氣 氣氛下以5℃/min升至1400~1600℃反應(yīng)燒結(jié),燒結(jié)后隨爐冷卻,得到莫來 石結(jié)合碳化硅的多孔陶瓷。 搜索馬 克 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 【當(dāng)前權(quán)利人】中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所 【當(dāng)前專利權(quán)人地址】上海市長寧區(qū)定西路1295號 【統(tǒng)一社會信用代碼】12100000425006547H 【被引證次數(shù)】40 【被自引次數(shù)】4.0 【被他引次數(shù)】36.0 【家族引證次數(shù)】3.0 【家族被引證次數(shù)】40

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