CN104311104B - 一种氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷的制备方法 - Google Patents

一种氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：将ZrB2、硅微粉、酚醛树脂外加羟丙基甲基纤维素溶液均匀混合制成陶瓷浆料，然后将陶瓷浆料浸渍在聚氨酯泡沫上，干燥后在氮气气氛中烧制成氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷。本发明制备的氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷显微结构均匀，强度高，孔大小均匀，避免炭和游离硅的残留，使其强度、耐高温、抗热冲击性能得到大幅度提高。

Description

一种氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷的制备方法
技术领域
本发明涉及一种氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷，属于多孔陶瓷制备技术领域。
背景技术
氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷是一种低膨胀、耐腐蚀、高强度、耐高温的结构陶瓷材料。氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷主要作为钢水过滤元件应用于大型特种钢铸件的钢铁铸造等行业。目前使用的氧化铝泡沫陶瓷、硼化锆泡沫陶瓷普遍存在使用温度低、抗热冲击性能差等问题，已无法满足大型特种钢铸件连续铸造的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷的制备方法，其技术方案为：
一种氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷的制备方法，将ZrB2、硅微粉、酚醛树脂以重量比为40~88:10~40:2~20的比例并外加浓度为0.1~0.3wt%羟丙基甲基纤维素溶液40~60wt%均匀混合制成陶瓷浆料，然后将陶瓷浆料浸渍在聚氨酯泡沫上，干燥后在氮气气氛中、在温度为300℃~1450℃缓慢升温20~100小时，在1450℃保温5~10小时，然后在真空或氩气气氛、温度为1700~1750℃保温20~120分钟制成氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷。
本发明与现有技术相比，其优点为：
1、本发明制备的氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷显微结构均匀，强度高，孔大小均匀；
2、本发明采用的酚醛树脂、聚氨酯泡沫以及羟丙基甲基纤维素炭化后形成的炭与硅粉完全反应形成碳化硅，避免了炭的残留，而剩余的硅粉在高温下与氮气反应生成氮化硅将硼化锆结合起来，新生成的氮化硅、碳化硅结合硼化锆制成氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷，避免了游离的残留，硅使其强度大幅度提高；
3、该氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷重量轻、耐高温、抗热冲击性能优良。
具体实施方式
实施例1
将ZrB2、硅微粉、酚醛树脂以重量比为40:40:20的比例并外加浓度为0.1wt%羟丙基甲基纤维素溶液40wt%均匀混合制成陶瓷浆料，然后将陶瓷浆料浸渍在聚氨酯泡沫上，干燥后在氮气气氛中、在温度为300℃~1450℃缓慢升温20小时，在1450℃保温5小时，然后在真空或氩气气氛、温度为1700℃保温20分钟制成氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷。
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。
实施例2
将ZrB2、硅微粉、酚醛树脂以重量比为60:25:15的比例并外加浓度为0.2wt%羟丙基甲基纤维素溶液50wt%均匀混合制成陶瓷浆料，然后将陶瓷浆料浸渍在聚氨酯泡沫上，干燥后在氮气气氛中、在温度为300℃~1450℃缓慢升温60小时，在1450℃保温8小时，然后在真空或氩气气氛、温度为1730℃保温70分钟制成氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷。
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。
实施例3
将ZrB2、硅微粉、酚醛树脂以重量比为88:10:2的比例并外加浓度为0.3wt%羟丙基甲基纤维素溶液60wt%均匀混合制成陶瓷浆料，然后将陶瓷浆料浸渍在聚氨酯泡沫上，干燥后在氮气气氛中、在温度为300℃~1450℃缓慢升温100小时，在1450℃保温10小时，然后在真空或氩气气氛、温度为1750℃保温120分钟制成氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷。
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。

Claims (1)

1.一种氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：将ZrB2、硅微粉、酚醛树脂以重量比为40~88:10~40:2~20的比例并外加浓度为0.1~0.3wt%羟丙基甲基纤维素溶液40~60wt%均匀混合制成陶瓷浆料，然后将陶瓷浆料浸渍在聚氨酯泡沫上，经干燥后在氮气气氛中、在温度为300℃~1450℃缓慢升温20~100小时，在1450℃保温5~10小时，然后在真空或氩气气氛、温度为1700~1750℃保温20~120分钟制成氮化硅、碳化硅结合硼化锆泡沫陶瓷。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101215173A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种ZrB2－SiC－ZrC复相陶瓷材料的制备方法
CN101323538A (zh) * 2007-06-13 2008-12-17 山东理工大学 高温泡沫陶瓷的制备方法

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