CN105884363A - 一种碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺，包括配制原料、配置混合溶液、球磨、改性烧成等步骤。采用有机泡沫浸渍工艺制备碳化硅泡沫陶瓷，引入MgO-Al2O3-SiO2作为烧结助剂体系，碳化硅泡沫陶瓷主晶相为莫来石、堇青石、方石英和α-碳化硅。该体系制得的碳化硅泡沫陶瓷强度最高，可达1.23MPa，且耐高温性能优异，该体系制备的碳化硅泡沫陶瓷可适用于铁水过滤。

Description

一种碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺
技术领域
本发明涉及泡沫陶瓷领域，具体涉及一种碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺。
背景技术
泡沫陶瓷作为一种具有许多优良特性的新型陶瓷材料，是继多孔陶瓷、蜂窝陶瓷之后，发展起来的第三代陶瓷产品。碳化硅泡沫陶瓷结合了碳化硅材料和泡沫陶瓷的优良特性，相比其他材质的泡沫陶瓷，其具有高温强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀、抗热冲击好等特点。目前碳化硅泡沫陶瓷主要应用于金属熔融液的过滤，在铸铁行业中使用非常广泛，能有效地过滤铁水中的大块夹杂物甚至很大部分小至数十微米的微小悬浮夹杂物，从而显著降低铸件废品率和焊补率。但是由于碳化硅材料的熔融温度高达2000多度，不利于工业生产，所以加入烧结助剂较低生产成本，节约资源成为当前研究热点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种耐高温的碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺。
为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺，其特征在于，制备工艺包括以下步骤：
S1：配置原料碳化硅、氧化铝、高岭土、滑石粉、膨润土、三聚磷酸钠，混匀得混合粉体，然后置于球磨机中球磨，混合粉体中各组分的重量百分比为：碳化硅76～80％、氧化铝4～6％、高岭土6～13％、滑石粉1.6～2％、三聚磷酸钠0.4～2％，膨润土3～5.5％；
S2：先将用量为S1中固含量0.5～0.7％的羧甲基纤维素倒入烧杯中，加适量的蒸馏水混合均匀，加热，待羧甲基纤维素完全溶解后再 称取S1中固含量10～12％的硅溶胶倒入溶液中，得到羧甲基纤维素和硅溶胶的混合溶液；
S3：混合溶液倒入球磨罐中，用行星磨球磨3h；
S4：将泡沫体置于S3所得浆料中多次搓揉，待浆料完全充满泡沫体后取出，并辊压挤出多余浆料，然后，将辊压成型后的制品在室温下干燥24h，在110℃干燥24h，最后烧成。
其中，所述S4中烧成温度为1320～1380℃。
其中，所述泡沫提为聚氨酯泡沫。
本发明的优点和有益效果在于：
采用有机泡沫浸渍工艺制备碳化硅泡沫陶瓷，引入MgO-Al2O3-SiO2作为烧结助剂体系，碳化硅泡沫陶瓷主晶相碳化硅泡沫陶瓷主晶相为莫来石、堇青石、方石英和α-碳化硅。该体系制得的碳化硅泡沫陶瓷强度最高，可达1.23MPa，且耐高温性能优异，该体系制备的碳化硅泡沫陶瓷可适用于铁水过滤。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
实施例1的碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺，包括以下步骤：
S1：配置原料碳化硅、氧化铝、高岭土、滑石粉、膨润土、三聚磷酸钠，混匀得混合粉体，然后置于球磨机中球磨，混合粉体中各组分的重量百分比为：碳化硅80％、氧化铝6％、高岭土7％、滑石粉1.6％、三聚磷酸钠0.4％，膨润土5％；
S2：先将用量为S1中固含量0.5％的羧甲基纤维素倒入烧杯中，加适量的蒸馏水混合均匀，加热，待羧甲基纤维素完全溶解后再称取S1中固含量10％的硅溶胶倒入溶液中，得到羧甲基纤维素和硅溶胶的 混合溶液；
S3：混合溶液倒入球磨罐中，用行星磨球磨3h；
S4：将泡沫体置于S3所得浆料中多次搓揉，待浆料完全充满泡沫体后取出，并辊压挤出多余浆料，然后，将辊压成型后的制品在室温下干燥24h，在110℃干燥24h，最后烧成。
其中，S4中烧成温度为1320℃。
其中，泡沫提为聚氨酯泡沫。
实施例2
实施例2的碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺，包括以下步骤：
S1：配置原料碳化硅、氧化铝、高岭土、滑石粉、膨润土、三聚磷酸钠，混匀得混合粉体，然后置于球磨机中球磨，混合粉体中各组分的重量百分比为：碳化硅76％、氧化铝6％、高岭土12％、滑石粉2％、三聚磷酸钠1％，膨润土3％；
S2：先将用量为S1中固含量0.6％的羧甲基纤维素倒入烧杯中，加适量的蒸馏水混合均匀，加热，待羧甲基纤维素完全溶解后再称取S1中固含量11％的硅溶胶倒入溶液中，得到羧甲基纤维素和硅溶胶的混合溶液；
S3：混合溶液倒入球磨罐中，用行星磨球磨3h；
S4：将泡沫体置于S3所得浆料中多次搓揉，待浆料完全充满泡沫体后取出，并辊压挤出多余浆料，然后，将辊压成型后的制品在室温下干燥24h，在110℃干燥24h，最后烧成。
其中，S4中烧成温度为1350℃。
其中，泡沫提为聚氨酯泡沫。
实施例3
实施例3的碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺，包括以下步骤：
S1：配置原料碳化硅、氧化铝、高岭土、滑石粉、膨润土、三聚磷酸钠，混匀得混合粉体，然后置于球磨机中球磨，混合粉体中各 组分的重量百分比为：碳化硅76.5％、氧化铝4％、高岭土10％、滑石粉2％、三聚磷酸钠2％，膨润土5.5％；
S2：先将用量为S1中固含量0.7％的羧甲基纤维素倒入烧杯中，加适量的蒸馏水混合均匀，加热，待羧甲基纤维素完全溶解后再称取S1中固含量12％的硅溶胶倒入溶液中，得到羧甲基纤维素和硅溶胶的混合溶液；
S3：混合溶液倒入球磨罐中，用行星磨球磨3h；
S4：将泡沫体置于S3所得浆料中多次搓揉，待浆料完全充满泡沫体后取出，并辊压挤出多余浆料，然后，将辊压成型后的制品在室温下干燥24h，在110℃干燥24h，最后烧成。
其中，S4中烧成温度为1380℃。
其中，泡沫提为聚氨酯泡沫。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺，其特征在于，制备工艺包括以下步骤：
S1：配置原料碳化硅、氧化铝、高岭土、滑石粉、膨润土、三聚磷酸钠，混匀得混合粉体，然后置于球磨机中球磨，混合粉体中各组分的重量百分比为：碳化硅76～80％、氧化铝4～6％、高岭土6～13％、滑石粉1.6～2％、三聚磷酸钠0.4～2％，膨润土3～5.5％；
S2：先将用量为S1中固含量0.5～0.7％的羧甲基纤维素倒入烧杯中，加适量的蒸馏水混合均匀，加热，待羧甲基纤维素完全溶解后再称取S1中固含量10～12％的硅溶胶倒入溶液中，得到羧甲基纤维素和硅溶胶的混合溶液；
S3：混合溶液倒入球磨罐中，用行星磨球磨3h；
S4：将泡沫体置于S3所得浆料中多次搓揉，待浆料完全充满泡沫体后取出，并辊压挤出多余浆料，然后，将辊压成型后的制品在室温下干燥24h，在110℃干燥24h，最后烧成。
2.根据权利要求1所述的碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述S4中烧成温度为1320～1380℃。
3.根据权利要求2所述的碳化硅泡沫陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述泡沫提为聚氨酯泡沫。
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