一種碳化硅泡沫陶瓷及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳化硅泡沫陶瓷及其制備方法，具體涉及一種碳化硅泡沫陶瓷及其制備方法，屬于陶瓷加工技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫陶瓷是一種形貌上象泡沫狀的多孔陶瓷，它是繼普通多孔陶瓷、蜂窩多孔陶瓷之后，最近發(fā)展起來的第三代多孔陶瓷產(chǎn)品。這種高技術(shù)陶瓷具有三維連通孔道。其特點是:具有很高的氣孔率，比表面積大，流體通過時，和流體的接觸效率高，壓力損失小，耐高溫，化學性能穩(wěn)定。
[0003]碳化硅泡沫陶瓷的發(fā)展始于20世紀70年代。作為一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有很多孔隙的新型無機非金屬過濾材料，碳化硅泡沫陶瓷具有重量輕、強度高、耐高溫、耐腐蝕、再生簡單、使用壽命長及良好的過濾吸附性等優(yōu)點。在冶金、化工、環(huán)保、能源、生物等領域具有廣泛的應用前景。
[0004]目前碳化硅泡沫陶瓷主要用于熔融金屬過濾，多孔介質(zhì)燃燒器，高溫煙氣處理以及中高溫固體氧化物燃料電池電解質(zhì)。傳統(tǒng)的碳化硅泡沫陶瓷制備工藝復雜，其主要以碳化硅粉體與流變劑、粘結(jié)劑體系、燒結(jié)助劑等共混制成漿料，進而與有機泡沫模版浸漬，最后經(jīng)干燥、排除有機物等工序燒成得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0005]由于碳化硅屬于共價鍵很強的化合物，自擴散系數(shù)小，導致碳化硅泡沫陶瓷的燒結(jié)溫度較高，即使在加入燒結(jié)助劑的情況下其燒成溫度也高于1600°C，而燒結(jié)助劑的引入也不利于制備Si/C物質(zhì)量比相近的碳化硅泡沫陶瓷。過高的燒結(jié)溫度會生成大量的方石英相，從而在以后的冷卻過程中出現(xiàn)微裂紋，影響材料的強度。為了促進燒結(jié)，需要加入燒結(jié)助劑，常用的燒結(jié)助劑有氧化銷、莫來石、氮化娃、金屬等，由于不同燒結(jié)助劑的加入，碳化硅泡沫陶瓷的應用范圍更加廣泛。
[0006]201110298700.X公開了一種碳化硅泡沫陶瓷，按重量份數(shù)計算，它的材料包括80?95份碳化硅微粉顆粒、5?20份聚碳硅烷粉末，40~170份有機溶劑；它的模板為聚氨酯海綿。本發(fā)明以碳化硅、高嶺土、氧化鋁、硅溶膠、聚酯多元醇、催化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑、固化劑等為原料，開發(fā)出燒結(jié)溫度低、效率高、產(chǎn)物純度高的碳化硅泡沫陶瓷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種碳化硅泡沫陶瓷，該陶瓷薄膜具有燒結(jié)溫度低、效率高、產(chǎn)物純度高的優(yōu)點，有效地避免了傳統(tǒng)碳化硅泡沫陶瓷制備工藝復雜、引入雜質(zhì)多、燒結(jié)溫度高的難題。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的組分組成:
碳化硅60?80份、高嶺土 10?20份、氧化鋁10?20份、硅溶膠5~10份、聚酯多元醇5~10份、催化劑0.1-2份、表面活性劑0.1~1份、發(fā)泡劑0.5-2份、固化劑0.1-3份。
[0009]碳化硅65?70份、高嶺土 15?20份、氧化鋁15?20份、硅溶膠5~8份、聚酯多元醇8~10份、催化劑0.1~1份、表面活性劑0.1-0.2份、發(fā)泡劑0.5~1份、固化劑0.1~1份。
[0010]碳化硅70?75份、高嶺土 10?12份、氧化鋁10?12份、硅溶膠6~10份、聚酯多元醇5~6份、催化劑0.5~1份、表面活性劑0.1-0.5份、發(fā)泡劑1~2份、固化劑1~3份。
[0011]碳化硅75?80份、高嶺土 10?15份、氧化鋁15?20份、硅溶膠6~8份、聚酯多元醇6~8份、催化劑1~2份、表面活性劑0.5~1份、發(fā)泡劑1~2份、固化劑0.1~1份。
[0012]碳化硅65?75份、高嶺土 15?18份、氧化鋁15?16份、硅溶膠7~9份、聚酯多元醇5~6份、催化劑0.1-2份、表面活性劑0.1~1份、發(fā)泡劑0.5~1份、固化劑0.1-0.5份。
[0013]碳化娃65?80份、高嶺土 18?20份、氧化銷16?18份、娃溶膠5~6份、聚醋多元醇5~6份、催化劑0.5~1份、表面活性劑0.5~1份、發(fā)泡劑0.5~1份、固化劑0.5~1份。
[0014]一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，包括如下步驟:
將聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再在1250~1400°C燒結(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0015]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
本發(fā)明所制得的陶瓷薄膜具有燒結(jié)溫度低、效率高、產(chǎn)物純度高的優(yōu)點，有效地避免了傳統(tǒng)碳化硅泡沫陶瓷制備工藝復雜、引入雜質(zhì)多、燒結(jié)溫度高的難題。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，這些實施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0017]實施例1
一種碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的組分組成:
碳化硅60份、高嶺土 10份、氧化鋁10份、硅溶膠10份、聚酯多元醇10份、催化劑0.1份、表面活性劑0.2份、發(fā)泡劑0.5份、固化劑0.1份。
[0018]其制備方法，包括以下步驟:
將聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再經(jīng)過1280°C燒結(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0019]實施例2
一種碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的組分組成:
碳化娃65份、高嶺土 15份、氧化銷15份、娃溶膠6份、聚醋多元醇6份、催化劑0.5份、表面活性劑0.5份、發(fā)泡劑I份、固化劑2份。
[0020]其制備方法，包括以下步驟:
將聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再經(jīng)過1300°C燒結(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0021]實施例3
一種碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的組分組成:
碳化硅70份、高嶺土 15份、氧化鋁15份、硅溶膠8份、聚酯多元醇8份、催化劑0.8份、表面活性劑0.9份、發(fā)泡劑2份、固化劑2份。
[0022]其制備方法，包括以下步驟:
將聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再經(jīng)過1350°C燒結(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0023]實施例4
一種碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的組分組成:
碳化硅75份、高嶺土 18份、氧化鋁18份、硅溶膠5份、聚酯多元醇10份、催化劑I份、表面活性劑0.6份、發(fā)泡劑0.8份、固化劑0.5份。
[0024]其制備方法，包括以下步驟:
將聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再經(jīng)過1360°C燒結(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0025]實施例5
一種碳化硅泡沫陶瓷，由下列重量份的組分組成:
碳化硅80份、高嶺土 20份、氧化鋁20份、硅溶膠7份、聚酯多元醇7份、催化劑0.8份、表面活性劑0.8份、發(fā)泡劑I份、固化劑I份。
[0026]其制備方法，包括以下步驟:
將聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再經(jīng)過1400°C燒結(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
【主權(quán)項】
1.一種碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: 碳化硅60?80份、高嶺土 10?20份、氧化鋁10?20份、硅溶膠5~10份、聚酯多元醇5~10份、催化劑0.1-2份、表面活性劑0.1~1份、發(fā)泡劑0.5-2份、固化劑0.1-3份。
2.一種碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: 碳化硅65?70份、高嶺土 15?20份、氧化鋁15?20份、硅溶膠5~8份、聚酯多元醇8~10份、催化劑0.1~1份、表面活性劑0.1-0.2份、發(fā)泡劑0.5~1份、固化劑0.1~1份。
3.一種碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: 碳化硅70?75份、高嶺土 10?12份、氧化鋁10?12份、硅溶膠6~10份、聚酯多元醇5~6份、催化劑0.5~1份、表面活性劑0.1-0.5份、發(fā)泡劑1~2份、固化劑1~3份。
4.一種碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: 碳化硅75?80份、高嶺土 10?15份、氧化鋁15?20份、硅溶膠6~8份、聚酯多元醇6~8份、催化劑1~2份、表面活性劑0.5~1份、發(fā)泡劑1~2份、固化劑0.1~1份。
5.一種碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: 碳化硅65?75份、高嶺土 15?18份、氧化鋁15?16份、硅溶膠7~9份、聚酯多元醇5~6份、催化劑0.1-2份、表面活性劑0.1~1份、發(fā)泡劑0.5~1份、固化劑0.1-0.5份。
6.一種碳化硅泡沫陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: 碳化硅65?80份、高嶺土 18?20份、氧化鋁16?18份、硅溶膠5~6份、聚酯多元醇5~6份、催化劑0.5~1份、表面活性劑0.5~1份、發(fā)泡劑0.5~1份、固化劑0.5~1份。
7.一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 將聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再在1250~1400°C燒結(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳化硅泡沫陶瓷及其制備方法，屬于陶瓷加工技術(shù)領域，其中各組分的重量份為碳化硅60～80份、高嶺土10～20份、氧化鋁10～20份、硅溶膠5~10份、聚酯多元醇5~10份、催化劑0.1~2份、表面活性劑0.1~1份、發(fā)泡劑0.5~2份和固化劑0.1~3份，其制備方法是先將聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再經(jīng)過高溫燒結(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷，該陶瓷薄膜具有燒結(jié)溫度低、效率高、產(chǎn)物純度高的優(yōu)點。
【IPC分類】C04B35-565
【公開號】CN104529461
【申請?zhí)枴緾N201410793014
【發(fā)明人】黃朝陽
【申請人】佛山銘乾科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月20日