一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：S1、将70wt%长石、12wt%高岭土和18wt%二氧化硅混合球磨，球磨后陶瓷粘结剂粉料的粒径为5～10μm；S2、用去离子水配制2～3Wt%的羧甲基纤维素水溶液；S3、把SiC粉料和羧甲基纤维素溶液按质量比10～15：l的比例混合均匀，加入陶瓷粘结剂搅拌均匀；S4、将6～8%作为造孔剂的石墨与SiC粉料混合均匀；S5、将此混合好的粉料单向压成Ф50～Ф80mm的圆片；S6、在空气气氛中烧结，烧结温度为1300～1400℃，保温时间为3～5h，最后随炉冷却。本发明专利技术的碳化硅多孔陶瓷的制备方法，使碳化硅多孔陶瓷具有较高的气孔率和抗弯强度。该发明专利技术的工艺简单，成本低，可规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法
本专利技术涉及多孔碳化硅陶瓷制备
，具体地说涉及一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法。
技术介绍
碳化硅多孔陶瓷是一种内部结构中有很多孔隙的新型功能材料，由于具有低密度、高强度、高孔隙率、高渗透性、比表面积大、抗腐蚀、抗氧化、良好的隔热性、抗热震性和耐高温性等特点，碳化硅多孔陶瓷在一般工业领域及高科技领域得到了越来越广泛的应用。可用作高温气体净化器、柴油机排放的固体颗粒过滤器、熔融金属过滤器、热交换器、传感器、保温和隔音材料、汽车尾气的催化剂载体等，此外，它们在生物医用领域也具有潜在的应用前景，碳化硅多孔陶瓷材料的应用己遍及冶金、化工、电子、能源、航空、环保、生物等多个领域。多孔陶瓷已被广泛应用于高温气体过滤除尘，在众多多孔陶瓷材料中，碳化硅具有良好的高温稳定性、低的热膨胀系数、高的机械强度，是一种合适用于高温过滤多孔陶瓷的原料。但由于碳化硅的共价键键能很高，很难通过无压烧结，所以经常在碳化硅陶瓷粉料中加入适量、易于低温烧结的陶瓷粘结剂粉料，与碳化硅粉料颗粒反应粘接在一起。随着对碳化硅多孔陶瓷工业需求的增多及对材料使用目的和性能要求的不同，人们开发了多种制备工艺，包括添加造孔剂工艺，发泡工艺，有机泡沫浸渍工艺，溶胶－凝胶工艺等。但这些方法都比较复杂，成本较高，抗弯强度较弱，直接影响着非对称多孔陶瓷过滤器管的使用寿命；气孔率较低，直接影响碳化硅多孔陶瓷气体过滤速度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，该方法工艺简单，可连续生产，并适用于工业规模，所生产的碳化硅多孔陶瓷具有较高的气孔率和抗弯强度。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：S1、陶瓷粘结剂由高岭土、长石和二氧化硅组成，将70wt%长石、12wt%高岭土和18wt%二氧化硅混合球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为24～48h，球磨后陶瓷粘结剂粉料的粒径为5～10μm；S2、用去离子水配制2～3Wt%的羧甲基纤维素水溶液；S3、把SiC粉料和羧甲基纤维素溶液按质量比10～15：l的比例混合均匀，然后加入陶瓷粘结剂搅拌均匀；S4、将6～8%作为造孔剂的石墨与前面制备好的含有陶瓷粘结剂的SiC粉料混合均匀；S5、将此混合好的粉料单向压成Ф50～Ф80mm的圆片；S6、在空气气氛中烧结，烧结温度为1300～1400℃，保温时间为3～5h，最后随炉冷却。作为对上述技术方案的改进，在步骤4中，所述石墨的平均粒径为10～20μm。作为对上述技术方案的改进，在步骤3中，所用SiC粉料粒径为87μm，陶瓷粘结剂加入为20%Wt；在步骤5中，烧结温度为1300℃。作为对上述技术方案的改进，在步骤3中，所用SiC粉料粒径平均为126μm，陶瓷粘结剂加入为20%Wt；在步骤5中，烧结温度为1330℃。作为对上述技术方案的改进，在步骤3中，所用SiC粉料粒径平均为239μm，陶瓷粘结剂加入为20%Wt；在步骤5中，烧结温度为1370℃。作为对上述技术方案的改进，在步骤3中，所用SiC粉料粒径平均为300μm，陶瓷粘结剂加入为10%Wt；在步骤5中，烧结温度为1400℃。作为对上述技术方案的改进，在步骤3中，所用SiC粉料粒径平均为300μm，陶瓷粘结剂加入为20%Wt；在步骤5中，烧结温度为1300℃。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术的碳化硅多孔陶瓷的制备方法，该碳化硅多孔陶瓷对陶瓷粘结剂的使用量、碳化硅的粒径、烧结温度进行了调整，使其具有较高的气孔率和抗弯强度。该专利技术的工艺简单，成本低，可规模化生产。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：S1、陶瓷粘结剂由70wt%长石、12wt%高岭土和18wt%二氧化硅组合而成，将上述三种物质混合球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为24h，球磨后陶瓷粘结剂粉料的粒径为10μm；S2、用去离子水配制2Wt%的羧甲基纤维素水溶液；S3、把粒径为87μm的SiC粉料和羧甲基纤维素溶液按质量比10：l的比例混合均匀，然后加入20%Wt的陶瓷粘结剂搅拌均匀；S4、将6%作为造孔剂、平均粒径为10μm的石墨与前面制备好的含有陶瓷粘结剂的SiC粉料混合均匀；S5、将此混合好的粉料单向压成Ф50mm的圆片；S6、在空气气氛中烧结，烧结温度为1300℃，保温时间为5h，最后随炉冷却。实施例2：S1、陶瓷粘结剂由70wt%长石、12wt%高岭土和18wt%二氧化硅组合而成，将上述三种物质混合球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为48h，球磨后陶瓷粘结剂粉料的粒径为5μm；S2、用去离子水配制3Wt%的羧甲基纤维素水溶液；S3、把粒径为126μm的SiC粉料和羧甲基纤维素溶液按质量比15：l的比例混合均匀，然后加入20%Wt的陶瓷粘结剂搅拌均匀；S4、将8%作为造孔剂、平均粒径为15μm的石墨与前面制备好的含有陶瓷粘结剂的SiC粉料混合均匀；S5、将此混合好的粉料单向压成Ф80mm的圆片；S6、在空气气氛中烧结，烧结温度为1330℃，保温时间为4.5h，最后随炉冷却。实施例3：S1、陶瓷粘结剂由70wt%长石、12wt%高岭土和18wt%二氧化硅组合而成，将上述三种物质混合球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为30h，球磨后陶瓷粘结剂粉料的粒径为8μm；S2、用去离子水配制2.5Wt%的羧甲基纤维素水溶液；S3、把粒径为239μm的SiC粉料和羧甲基纤维素溶液按质量比12：l的比例混合均匀，然后加入20%Wt的陶瓷粘结剂搅拌均匀；S4、将7%作为造孔剂、平均粒径为20μm的石墨与前面制备好的含有陶瓷粘结剂的SiC粉料混合均匀；S5、将此混合好的粉料单向压成Ф60mm的圆片；S6、在空气气氛中烧结，烧结温度为1370℃，保温时间为4h，最后随炉冷却。实施例4：S1、陶瓷粘结剂由70wt%长石、12wt%高岭土和18wt%二氧化硅组合而成，将上述三种物质混合球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为40h，球磨后陶瓷粘结剂粉料的粒径为6μm；S2、用去离子水配制2Wt%的羧甲基纤维素水溶液；S3、把粒径为300μm的SiC粉料和羧甲基纤维素溶液按质量比10：l的比例混合均匀，然后加入10%Wt的陶瓷粘结剂搅拌均匀；S4、将6%作为造孔剂、平均粒径为12μm的石墨与前面制备好的含有陶瓷粘结剂的SiC粉料混合均匀；S5、将此混合好的粉料单向压成Ф70mm的圆片；S6、在空气气氛中烧结，烧结温度为1470℃，保温时间为3h，最后随炉冷却。实施例5：S1、陶瓷粘结剂由70wt%长石、12wt%高岭土和18wt%二氧化硅组合而成，将上述三种物质混合球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为35h，球磨后陶瓷粘结剂粉料的粒径为7μm；S2、用去离子水配制2.8Wt%的羧甲基纤维素水溶液；S3、把粒径为300μm的SiC粉料和羧甲基纤维素溶液按质量比15：l的比例混合均匀，然后加入10%Wt的陶瓷粘结剂搅拌均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、陶瓷粘结剂由高岭土、长石和二氧化硅组成，将70wt%长石、12wt%高岭土和18wt%二氧化硅混合球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为24～48h，球磨后陶瓷粘结剂粉料的粒径为5～10μm；S2、用去离子水配制2～3Wt%的羧甲基纤维素水溶液；S3、把SiC粉料和羧甲基纤维素溶液按质量比10～15：l的比例混合均匀，然后加入陶瓷粘结剂搅拌均匀；S4、将6～8%作为造孔剂的石墨与前面制备好的含有陶瓷粘结剂的SiC粉料混合均匀；S5、将此混合好的粉料单向压成Ф50～Ф80mm的圆片；S6、在空气气氛中烧结，烧结温度为1300～1400℃，保温时间为3～5h，最后随炉冷却。

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、陶瓷粘结剂由高岭土、长石和二氧化硅组成，将70wt%长石、12wt%高岭土和18wt%二氧化硅混合球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为24～48h，球磨后陶瓷粘结剂粉料的粒径为5～10μm；S2、用去离子水配制2～3Wt%的羧甲基纤维素水溶液；S3、把SiC粉料和羧甲基纤维素溶液按质量比10～15：l的比例混合均匀，然后加入陶瓷粘结剂搅拌均匀；S4、将6～8%作为造孔剂的石墨与前面制备好的含有陶瓷粘结剂的SiC粉料混合均匀；S5、将此混合好的粉料单向压成Ф50～Ф80mm的圆片；S6、在空气气氛中烧结，烧结温度为1300～1400℃，保温时间为3～5h，最后随炉冷却。2.根据权利要求1所述的碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤4中，所述石墨的平均粒径为10～20μm。3.根据权利要求1或2所述的碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小锋，李勇全，
申请(专利权)人：衡阳凯新特种材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43