一种碳化硅泡沫陶瓷及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种碳化硅泡沫陶瓷及其制备方法，具体涉及一种碳化硅泡沫陶瓷及其制备方法，属于陶瓷加工技术领域。
【背景技术】
[0002]泡沫陶瓷是一种形貌上象泡沫状的多孔陶瓷，它是继普通多孔陶瓷、蜂窝多孔陶瓷之后，最近发展起来的第三代多孔陶瓷产品。这种高技术陶瓷具有三维连通孔道。其特点是:具有很高的气孔率，比表面积大，流体通过时，和流体的接触效率高，压力损失小，耐高温，化学性能稳定。
[0003]碳化硅泡沫陶瓷的发展始于20世纪70年代。作为一种内部结构中有很多孔隙的新型无机非金属过滤材料，碳化硅泡沫陶瓷具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、再生简单、使用寿命长及良好的过滤吸附性等优点。在冶金、化工、环保、能源、生物等领域具有广泛的应用前景。
[0004]目前碳化硅泡沫陶瓷主要用于熔融金属过滤，多孔介质燃烧器，高温烟气处理以及中高温固体氧化物燃料电池电解质。传统的碳化硅泡沫陶瓷制备工艺复杂，其主要以碳化硅粉体与流变剂、粘结剂体系、烧结助剂等共混制成浆料，进而与有机泡沫模版浸渍，最后经干燥、排除有机物等工序烧成得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0005]由于碳化硅属于共价键很强的化合物，自扩散系数小，导致碳化硅泡沫陶瓷的烧结温度较高，即使在加入烧结助剂的情况下其烧成温度也高于1600°C，而烧结助剂的引入也不利于制备Si/C物质量比相近的碳化硅泡沫陶瓷。过高的烧结温度会生成大量的方石英相，从而在以后的冷却过程中出现微裂纹，影响材料的强度。为了促进烧结，需要加入烧结助剂，常用的烧结助剂有氧化销、莫来石、氮化娃、金属等，由于不同烧结助剂的加入，碳化硅泡沫陶瓷的应用范围更加广泛。
[0006]201110298700.X公开了一种碳化硅泡沫陶瓷，按重量份数计算，它的材料包括80?95份碳化硅微粉颗粒、5?20份聚碳硅烷粉末，40~170份有机溶剂；它的模板为聚氨酯海绵。本发明以碳化硅、高岭土、氧化铝、硅溶胶、聚酯多元醇、催化剂、表面活性剂、发泡剂、固化剂等为原料，开发出烧结温度低、效率高、产物纯度高的碳化硅泡沫陶瓷。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种碳化硅泡沫陶瓷，该陶瓷薄膜具有烧结温度低、效率高、产物纯度高的优点，有效地避免了传统碳化硅泡沫陶瓷制备工艺复杂、引入杂质多、烧结温度高的难题。
[0008]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:
一种碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的组分组成:
碳化硅60?80份、高岭土 10?20份、氧化铝10?20份、硅溶胶5~10份、聚酯多元醇5~10份、催化剂0.1-2份、表面活性剂0.1~1份、发泡剂0.5-2份、固化剂0.1-3份。
[0009]碳化硅65?70份、高岭土 15?20份、氧化铝15?20份、硅溶胶5~8份、聚酯多元醇8~10份、催化剂0.1~1份、表面活性剂0.1-0.2份、发泡剂0.5~1份、固化剂0.1~1份。
[0010]碳化硅70?75份、高岭土 10?12份、氧化铝10?12份、硅溶胶6~10份、聚酯多元醇5~6份、催化剂0.5~1份、表面活性剂0.1-0.5份、发泡剂1~2份、固化剂1~3份。
[0011]碳化硅75?80份、高岭土 10?15份、氧化铝15?20份、硅溶胶6~8份、聚酯多元醇6~8份、催化剂1~2份、表面活性剂0.5~1份、发泡剂1~2份、固化剂0.1~1份。
[0012]碳化硅65?75份、高岭土 15?18份、氧化铝15?16份、硅溶胶7~9份、聚酯多元醇5~6份、催化剂0.1-2份、表面活性剂0.1~1份、发泡剂0.5~1份、固化剂0.1-0.5份。
[0013]碳化娃65?80份、高岭土 18?20份、氧化销16?18份、娃溶胶5~6份、聚醋多元醇5~6份、催化剂0.5~1份、表面活性剂0.5~1份、发泡剂0.5~1份、固化剂0.5~1份。
[0014]一种碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，包括如下步骤:
将聚酯多元醇与催化剂、表面活性剂和发泡剂搅拌后，加入碳化硅粉体、高岭土和氧化铝粉、硅溶胶再搅拌均匀后，再加入固化剂，混合均匀后置于成型容器中反应固化，将固化后的泡沫陶瓷海绵体经开孔处理，再在1250~1400°C烧结即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0015]本发明相对于现有技术的有益效果是:
本发明所制得的陶瓷薄膜具有烧结温度低、效率高、产物纯度高的优点，有效地避免了传统碳化硅泡沫陶瓷制备工艺复杂、引入杂质多、烧结温度高的难题。
【具体实施方式】
[0016]下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
[0017]实施例1
一种碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的组分组成:
碳化硅60份、高岭土 10份、氧化铝10份、硅溶胶10份、聚酯多元醇10份、催化剂0.1份、表面活性剂0.2份、发泡剂0.5份、固化剂0.1份。
[0018]其制备方法，包括以下步骤:
将聚酯多元醇与催化剂、表面活性剂和发泡剂搅拌后，加入碳化硅粉体、高岭土和氧化铝粉、硅溶胶再搅拌均匀后，再加入固化剂，混合均匀后置于成型容器中反应固化，将固化后的泡沫陶瓷海绵体经开孔处理，再经过1280°C烧结即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0019]实施例2
一种碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的组分组成:
碳化娃65份、高岭土 15份、氧化销15份、娃溶胶6份、聚醋多元醇6份、催化剂0.5份、表面活性剂0.5份、发泡剂I份、固化剂2份。
[0020]其制备方法，包括以下步骤:
将聚酯多元醇与催化剂、表面活性剂和发泡剂搅拌后，加入碳化硅粉体、高岭土和氧化铝粉、硅溶胶再搅拌均匀后，再加入固化剂，混合均匀后置于成型容器中反应固化，将固化后的泡沫陶瓷海绵体经开孔处理，再经过1300°C烧结即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0021]实施例3
一种碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的组分组成:
碳化硅70份、高岭土 15份、氧化铝15份、硅溶胶8份、聚酯多元醇8份、催化剂0.8份、表面活性剂0.9份、发泡剂2份、固化剂2份。
[0022]其制备方法，包括以下步骤:
将聚酯多元醇与催化剂、表面活性剂和发泡剂搅拌后，加入碳化硅粉体、高岭土和氧化铝粉、硅溶胶再搅拌均匀后，再加入固化剂，混合均匀后置于成型容器中反应固化，将固化后的泡沫陶瓷海绵体经开孔处理，再经过1350°C烧结即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0023]实施例4
一种碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的组分组成:
碳化硅75份、高岭土 18份、氧化铝18份、硅溶胶5份、聚酯多元醇10份、催化剂I份、表面活性剂0.6份、发泡剂0.8份、固化剂0.5份。
[0024]其制备方法，包括以下步骤:
将聚酯多元醇与催化剂、表面活性剂和发泡剂搅拌后，加入碳化硅粉体、高岭土和氧化铝粉、硅溶胶再搅拌均匀后，再加入固化剂，混合均匀后置于成型容器中反应固化，将固化后的泡沫陶瓷海绵体经开孔处理，再经过1360°C烧结即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0025]实施例5
一种碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的组分组成:
碳化硅80份、高岭土 20份、氧化铝20份、硅溶胶7份、聚酯多元醇7份、催化剂0.8份、表面活性剂0.8份、发泡剂I份、固化剂I份。
[0026]其制备方法，包括以下步骤:
将聚酯多元醇与催化剂、表面活性剂和发泡剂搅拌后，加入碳化硅粉体、高岭土和氧化铝粉、硅溶胶再搅拌均匀后，再加入固化剂，混合均匀后置于成型容器中反应固化，将固化后的泡沫陶瓷海绵体经开孔处理，再经过1400°C烧结即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
【主权项】
1.一种碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的组分组成: 碳化硅60?80份、高岭土 10?20份、氧化铝10?20份、硅溶胶5~10份、聚酯多元醇5~10份、催化剂0.1-2份、表面活性剂0.1~1份、发泡剂0.5-2份、固化剂0.1-3份。
2.一种碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的组分组成: 碳化硅65?70份、高岭土 15?20份、氧化铝15?20份、硅溶胶5~8份、聚酯多元醇8~10份、催化剂0.1~1份、表面活性剂0.1-0.2份、发泡剂0.5~1份、固化剂0.1~1份。
3.一种碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的组分组成: 碳化硅70?75份、高岭土 10?12份、氧化铝10?12份、硅溶胶6~10份、聚酯多元醇5~6份、催化剂0.5~1份、表面活性剂0.1-0.5份、发泡剂1~2份、固化剂1~3份。
4.一种碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的组分组成: 碳化硅75?80份、高岭土 10?15份、氧化铝15?20份、硅溶胶6~8份、聚酯多元醇6~8份、催化剂1~2份、表面活性剂0.5~1份、发泡剂1~2份、固化剂0.1~1份。
5.一种碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的组分组成: 碳化硅65?75份、高岭土 15?18份、氧化铝15?16份、硅溶胶7~9份、聚酯多元醇5~6份、催化剂0.1-2份、表面活性剂0.1~1份、发泡剂0.5~1份、固化剂0.1-0.5份。
6.一种碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的组分组成: 碳化硅65?80份、高岭土 18?20份、氧化铝16?18份、硅溶胶5~6份、聚酯多元醇5~6份、催化剂0.5~1份、表面活性剂0.5~1份、发泡剂0.5~1份、固化剂0.5~1份。
7.一种碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 将聚酯多元醇与催化剂、表面活性剂和发泡剂搅拌后，加入碳化硅粉体、高岭土和氧化铝粉、硅溶胶再搅拌均匀后，再加入固化剂，混合均匀后置于成型容器中反应固化，将固化后的泡沫陶瓷海绵体经开孔处理，再在1250~1400°C烧结即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
【专利摘要】本发明涉及一种碳化硅泡沫陶瓷及其制备方法，属于陶瓷加工技术领域，其中各组分的重量份为碳化硅60～80份、高岭土10～20份、氧化铝10～20份、硅溶胶5~10份、聚酯多元醇5~10份、催化剂0.1~2份、表面活性剂0.1~1份、发泡剂0.5~2份和固化剂0.1~3份，其制备方法是先将聚酯多元醇与催化剂、表面活性剂和发泡剂搅拌后，加入碳化硅粉体、高岭土和氧化铝粉、硅溶胶再搅拌均匀后，再加入固化剂，混合均匀后置于成型容器中反应固化，将固化后的泡沫陶瓷海绵体经开孔处理，再经过高温烧结即可得到碳化硅泡沫陶瓷，该陶瓷薄膜具有烧结温度低、效率高、产物纯度高的优点。
【IPC分类】C04B35-565
【公开号】CN104529461
【申请号】CN201410793014
【发明人】黄朝阳
【申请人】佛山铭乾科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月20日