CN104072190A - 一种SiC多孔陶瓷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SiC多孔陶瓷的制备方法。以质量百分比计，用2.5%~8.8%的Al2O3为烧助剂，55%~80%的墨绿色纳米SiC微粉为基体材料，10%~35%的PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）微粉为造孔剂，1.2%~7.5%的酚醛树脂为粘结剂；将助烧剂、基体材料和粘结剂在球磨机中混合8~12h；将混合粉料与造孔剂加入混料机混合10~30min，干压成型；将多孔陶瓷坯体在空气气氛中高温烧结；随炉冷却即得SiC多孔陶瓷。该SiC陶瓷坯体均匀性好，抗弯强度高，空隙率高且孔隙均匀。本发明工艺简单、成本低、使用设备少，在汽车尾气、工厂废气的过滤除尘、发电厂煤气净化等方面有应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷的制备方法，尤其是涉及一种SiC多孔陶瓷的制备方法。
背景技术
多孔陶瓷材料具有十分广泛的应用前景，例如可以用作熔融金属或热气体的高温过滤器，医学上临床病菌等的微生物过滤，化学反应过程中的过滤膜，催化剂载体等。其中多孔碳化硅（SiC）陶瓷因为具有结构与物理化学性能稳定、耐高温氧化、耐酸碱腐蚀、导热性好、热膨胀系数小、抗热冲击性强、透气性好、低压降等优良性能，是首选的高温陶瓷过滤材料。高强度、高孔隙度、孔隙均匀的SiC多孔陶瓷对于防治雾霾天气、工厂高温气体净化、柴油机、汽车尾气处理，以及提高我国冶金厂熔融金属过滤、传感器、热交换器和催化剂载体等产业核心竞争力和国际竞争力具有非常重要的意义。
目前，制备碳化硅多孔陶瓷有多种工艺方法，包括添加发泡工艺，有机泡沫浸渍工艺，溶胶-凝胶工艺等。但这些方法制备的多孔陶瓷存在高孔隙度与高强度不能兼得（如有机泡沫浸渍法制备的SiC多孔陶瓷，一般孔隙度可达到70%~80%，但强度低于10MPa），孔隙形状不易控制和比表面积小等问题亟待解决。
发明内容
为了解决SiC多孔陶瓷存在孔隙度较低、孔隙形状不易控制等问题，本发明的目的在于提供抗弯强度高，孔隙度高且孔隙均匀的一种SiC多孔陶瓷的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的，具体步骤如下：
a、按质量比例称量陶瓷粉料，包括作为基体的SiC微粉，作为粘结剂的酚醛树脂，作为助烧剂的Al2O3，以及作为造孔剂的PMMA微粉；
b、先将SiC微粉与Al2O3和酚醛树脂在球磨机中球磨8～12h，再将球磨后的混合粉料在烘箱中烘干；
c、将步骤b混合粉料与PMMA微粉加入混料机，混合10～30min；
d、将步骤c混合后的粉料用干压成型机压制成毛坯，毛坯在空气中放置1天，自然干燥,再在80℃烘箱中预处理5小时，然后再升温到110℃处理10小时得到干燥的坯体；
e、将步骤d的干燥后的坯体放入高温炉内，以3～8℃/min的速度升温到1300～1600℃，保温1～3h；
f、随炉自然冷却至常温，取出坯体，即得SiC多孔陶瓷。
所述的步骤a中陶瓷粉料，包括质量百分比为2.5%~8.8%的Al2O3，质量百分比为55%~80%的SiC微粉，质量百分比为10%~35%的PMMA微粉，质量百分比为1.2%~7.5%的酚醛树脂。
所述的步骤d中干压成型压力为50～180MPa。
所述的步骤e中烧结气氛为空气，压力为常压。
所述的SiC微粉为墨绿色纳米SiC微粉，粒径范围为50~600nm。
所述的PMMA微粉，粒径为20~100um。
本发明具有的有益效果是：
本发明以墨绿色纳米SiC微粉为基体材料，采用常压烧结制备SiC多孔陶瓷，无需保护气，制得的陶瓷坯体均匀性好，抗弯强度高，孔隙度高且孔隙均匀，制备工艺简单、原料易得、无污染且能实现对气孔孔径的有效控制。本发明工艺简单、成本低、使用设备少，在汽车尾气、工厂废气的过滤除尘、发电厂煤气净化等方面具有广泛的应用前景。
具体实施方式
实施例1：
本实施例制备SiC多孔陶瓷步骤如下：
a、称量质量百分比为7.5%的Al2O3为助烧剂，质量百分比为60%的墨绿色纳米SiC微粉（粒径范围为50~150nm）为基体材料，质量百分比为30%的PMMA微粉为造孔剂（粒径范围为20~40μm），质量百分比为2.5%的酚醛树脂为粘结剂；
b、先将墨绿色纳米SiC微粉与Al2O3和酚醛树脂在球磨机中球磨8～12h，再将球磨后的混合粉料在烘箱中烘干；
c、将步骤b混合粉料与PMMA微粉加入混料机，混合10～30min；
d、将步骤c混合后的粉料用干压成型机压制成毛坯，毛坯在空气中放置1天，自然干燥,再在80℃烘箱中预处理5小时，然后再升温到110℃处理10小时得到干燥的坯体；
e、将步骤d的干燥后的坯体放入高温炉内，以3～8℃/min的速度升温到1300～1600℃，保温1～3h；
f、随炉自然冷却至常温，取出坯体，即得SiC多孔陶瓷。孔隙度为37.2%，抗弯强度40.6MPa。
实施例2：
本实施例与实施例1不同在于步骤a中称量质量百分比为2.5%的Al2O3为助烧剂，质量百分比为62.5%的墨绿色纳米SiC微粉（粒径范围为150~250nm）为基体材料，PMMA微粉（粒径范围为40~60μm）。其他步骤与实施例1相同，得到的SiC多孔陶瓷, 孔隙度为34.8%，抗弯强度22.8MPa。
实施例3：
本实施例与实施例1不同在于步骤a中称量质量百分比为5%的Al2O3为助烧剂，质量百分比为57.5%的墨绿色纳米SiC微粉（粒径范围为250~350nm）为基体材料，PMMA微粉（粒径范围为60~75μm）。步骤e中将坯体放入高温炉内，以8℃/min的速度升温到1400℃，保温2h。其他步骤与实施例1相同, 得到的SiC多孔陶瓷，孔隙度为35.8%，抗弯强度32.6MPa。
实施例4：
本实施例与实施例1不同在于步骤a中称量质量百分比为65%的墨绿色纳米SiC微粉（粒径范围为350~500nm）为基体材料，质量百分比为25%的PMMA微粉（粒径范围为70~85μm）为造孔剂。其他步骤与实施例1相同，得到的SiC多孔陶瓷，孔隙度为31.5%，抗弯强度42.5MPa。
实施例5：
本实施例与实施例1不同在于称量质量百分比为55%的墨绿色纳米SiC微粉（粒径范围为500~600nm）为基体材料，质量百分比为35%的PMMA微粉（粒径范围为85~100μm）为造孔剂，步骤e中将坯体放入高温炉内，以4℃/min的速度升温到1400℃，保温1h。其他步骤与实施例1相同，得到的SiC多孔陶瓷，孔隙度为38.6%，抗弯强度28.6MPa。
Claims (6)
1.一种SiC多孔陶瓷的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：
a、按质量比例称量陶瓷粉料，包括作为基体的SiC微粉，作为粘结剂的酚醛树脂，作为助烧剂的Al2O3，以及作为造孔剂的PMMA微粉；
b、先将SiC微粉与Al2O3和酚醛树脂在球磨机中球磨8～12h，再将球磨后的混合粉料在烘箱中烘干；
c、将步骤b混合粉料与PMMA微粉加入混料机，混合10～30min；
d、将步骤c混合后的粉料用干压成型机压制成毛坯，毛坯在空气中放置1天，自然干燥，再在80℃烘箱中预处理5小时，然后再升温到110℃处理10小时得到干燥的坯体；
e、将步骤d的干燥后的坯体放入高温炉内，以3～8℃/min的速度升温到1300～1600℃，保温1～3h；
f、随炉自然冷却至常温，取出坯体，即得SiC多孔陶瓷。
2.根据权利要求1所述的一种SiC多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的步骤a中陶瓷粉料，包括质量百分比为2.5%~8.8%的Al2O3，质量百分比为55%~80%的SiC微粉，质量百分比为10%~35%的PMMA微粉，质量百分比为1.2%~7.5%的酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的一种SiC多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的步骤d中干压成型压力为50～180MPa。
4.根据权利要求1所述的一种SiC多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的步骤e中烧结气氛为空气，压力为常压。
5.根据权利要求1所述的一种SiC多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的SiC微粉为墨绿色纳米SiC微粉，粒径为50~600nm。
6.根据权利要求1所述的一种SiC多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的PMMA微粉，粒径为20~100μm。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106187142A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 周荣 | 一种高气孔率复相多孔陶瓷材料的制备方法 |
| CN107266112A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-10-20 | 安徽省含山瓷业股份有限公司 | 一种添加复合造孔剂的日用多孔陶瓷的制备方法 |
| CN108409353A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-17 | 武汉理工大学 | 用作电子烟雾化器烟油载体的SiC多孔陶瓷材料的制备方法 |
| CN110407584A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-05 | 武汉轻工大学 | 一种多孔Ti2AlN陶瓷及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102557722A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-07-11 | 中原工学院 | 一种使用造孔剂制备多孔碳化硅陶瓷的方法 |
| CN102718494A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-10 | 海南大学 | 一种复合碳化硅陶瓷过滤膜材料的制备方法 |
| CN103274693A (zh) * | 2013-06-06 | 2013-09-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有新型孔壁结构的多孔碳化硅陶瓷及其制备方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102557722A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-07-11 | 中原工学院 | 一种使用造孔剂制备多孔碳化硅陶瓷的方法 |
| CN102718494A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-10 | 海南大学 | 一种复合碳化硅陶瓷过滤膜材料的制备方法 |
| CN103274693A (zh) * | 2013-06-06 | 2013-09-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有新型孔壁结构的多孔碳化硅陶瓷及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王春鹏: ""碳化硅多孔支撑体的制备及性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106187142A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 周荣 | 一种高气孔率复相多孔陶瓷材料的制备方法 |
| CN107266112A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-10-20 | 安徽省含山瓷业股份有限公司 | 一种添加复合造孔剂的日用多孔陶瓷的制备方法 |
| CN108409353A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-17 | 武汉理工大学 | 用作电子烟雾化器烟油载体的SiC多孔陶瓷材料的制备方法 |
| CN110407584A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-05 | 武汉轻工大学 | 一种多孔Ti2AlN陶瓷及其制备方法 |
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