CN108358641A - 一种Al4SiC4陶瓷材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于陶瓷材料领域,具体涉及一种高温陶瓷用Al4SiC4的制备方法。该方法以硝酸铝、柠檬酸、正硅酸乙酯和聚乙二醇为原料,利用液相法配制前驱体溶液,经老化干燥热处理后获得Al4SiC4材料。该方法原料混合均匀、成本低,工艺简单,反应时间短,热处理温度低,是一种低成本、高效率、简单易行、绿色健康的Al4SiC4高温陶瓷材料的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷材料技术领域,特别涉及一种Al4SiC4陶瓷材料的制备方法。
背景技术
Al4SiC4具有高熔点、高强度、化学稳定性好、热膨胀系数低以及优异的高温强度、抗氧化和抗水化等性能,是一种待开发的、很有前途的高性能高温结构材料。
目前国内外合成Al4SiC4材料目前主要以机械合金法、固相反应法、高温自蔓延法、热压烧结法和渗透法为主。反应过程合对原料粒径、纯度要求高,反应过程温度高,且制备工艺复杂,造成制备Al4SiC4材料的成本高、价格昂贵,无法推广应用。
发明内容
为了克服上述现有技术成本高、工艺复杂等缺点,本发明的目的在于提供一种Al4SiC4陶瓷材料的制备方法,以硝酸铝、柠檬酸、正硅酸乙酯和聚乙二醇为原料,利用液相法配制前驱体溶液,经干燥热处理后获得Al4SiC4材料。该方法反应原料成本低,工艺简单,反应时间短,热处理温度低,是一种低成本、高效率、简单易行、绿色健康的Al4SiC4高温陶瓷材料的制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种Al4SiC4陶瓷材料的制备方法,以硝酸铝为铝源,柠檬酸为碳源,正硅酸乙酯为硅源,以聚乙二醇为分散剂,以去离子水和无水乙醇为溶剂,按照硝酸铝、柠檬酸、正硅酸乙酯的重量百分比(55-75)%:(10-20)%:(15-35)%配置前驱体溶液,老化干燥后热处理得到Al4SiC4材料。
将硝酸铝、柠檬酸依次溶解到去离子水中,持续磁力搅拌得到溶液A;将正硅酸乙酯溶解到无水乙醇中,持续磁力搅拌得到溶液B;在持续磁力搅拌的情况下,将溶液B逐滴添加到溶液A中,滴加适量的聚乙二醇,从而得到前驱体溶液。
所述老化干燥是在烘箱中于60-80℃的温度下干燥24-48小时。
所述热处理温度为1200-1400℃,热处理时间为1.5-2.5小时。
所述热处理在氩气气氛保护下进行。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)所选用的原料为硝酸铝、柠檬酸、正硅酸乙酯,原料易得、成本低,整个工艺过程健康安全,操作简单,时间短,效率高。
(2)采用液相法配制前驱体溶液,各陶瓷元素之间能够达到原子级别的混合,避免了原料混合不均匀的情况。
(3)相比于各类固相法,采用液相法,通过将前驱体进行热处理得到Al4SiC4材料,所需的热处理温度大幅度降低。
附图说明
图1为本发明实施例1合成的Al4SiC4材料的XRD图。。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
下面结合附图和实施实例对本发明做进一步的描述,并非对保护范围的限制。如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例1
一种Al4SiC4材料的制备方法,按照质量百分比70%:10%:20%分别称量硝酸铝、柠檬酸、正硅酸乙酯备用;将硝酸铝、柠檬酸依次溶解到20ml去离子水中,磁力搅拌15min得到溶液A;将正硅酸乙酯溶解到20ml无水乙醇中,磁力搅拌15min得到溶液B;在磁力搅拌的情况下,将溶液B逐滴添加到溶液A中,滴加4滴聚乙二醇,磁力搅拌30min,从而得到前驱体溶液;将前驱体溶液放入烘箱中,在60℃的温度下干燥36小时,然后再将干燥后的前驱体在氩气气氛保护下进行热处理,热处理温度为1200℃,热处理时间为2小时,得到Al4SiC4材料。
从图1可以看出,本发明合成的材料物相为Al4SiC4。
实施例2
一种Al4SiC4材料的制备方法,按照质量百分比65%:15%:20%分别称量硝酸铝、柠檬酸、正硅酸乙酯备用;将硝酸铝、柠檬酸依次溶解到20ml去离子水中,磁力搅拌15min得到溶液A;将正硅酸乙酯溶解到20ml无水乙醇中,磁力搅拌15min得到溶液B;在磁力搅拌的情况下,将溶液B逐滴添加到溶液A中,滴加4滴聚乙二醇,磁力搅拌30min,从而得到前驱体溶液;将前驱体溶液放入烘箱中,在75℃的温度下干燥30小时,然后再将干燥后的前驱体在氩气气氛保护下进行热处理,热处理温度为1300℃,热处理时间为1.5小时,得到Al4SiC4材料。
实施例3
一种Al4SiC4材料的制备方法,按照质量百分比65%:10%:25%分别称量硝酸铝、柠檬酸、正硅酸乙酯备用;将硝酸铝、柠檬酸依次溶解到20ml去离子水中,磁力搅拌15min得到溶液A;将正硅酸乙酯溶解到20ml无水乙醇中,磁力搅拌15min得到溶液B;在磁力搅拌的情况下,将溶液B逐滴添加到溶液A中,滴加4滴聚乙二醇,磁力搅拌30min,从而得到前驱体溶液;将前驱体溶液放入烘箱中,在80℃的温度下干燥24小时,然后再将干燥后的前驱体在氩气气氛保护下进行热处理,热处理温度为1250℃,热处理时间为2小时,得到Al4SiC4材料。
Claims (5)
1.一种Al4SiC4陶瓷材料的制备方法,其特征在于,以硝酸铝为铝源,柠檬酸为碳源,正硅酸乙酯为硅源,以聚乙二醇为分散剂,以去离子水和无水乙醇为溶剂,按照硝酸铝、柠檬酸、正硅酸乙酯的重量百分比(55-75)%:(10-20)%:(15-35)%配置前驱体溶液,老化干燥后热处理得到Al4SiC4材料。
2.根据权利要求1所述Al4SiC4陶瓷材料的制备方法,其特征在于,将硝酸铝、柠檬酸依次溶解到去离子水中,持续磁力搅拌得到溶液A;将正硅酸乙酯溶解到无水乙醇中,持续磁力搅拌得到溶液B;在持续磁力搅拌的情况下,将溶液B逐滴添加到溶液A中,滴加适量的聚乙二醇,从而得到前驱体溶液。
3.根据权利要求1所述Al4SiC4陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述老化干燥是在烘箱中于60-80℃的温度下干燥24-48小时。
4.根据权利要求1所述Al4SiC4陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述热处理温度为1200-1400℃,热处理时间为1.5-2.5小时。
5.根据权利要求1所述Al4SiC4陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述热处理在氩气气氛保护下进行。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109207783A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-15 | 陕西科技大学 | 一种铝硅合金中低温原位合成Al4SiC4陶瓷颗粒的方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001002476A (ja) * | 1999-06-21 | 2001-01-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アルミニウム−炭化珪素系複合材料およびその製造方法 |
JP2007238382A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Chubu Electric Power Co Inc | 炭化ケイ素焼結体の製造方法および炭化ケイ素焼結体 |
WO2008084844A1 (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-17 | Ngk Insulators, Ltd. | ハニカム構造体の製造方法 |
CN101423404A (zh) * | 2008-11-20 | 2009-05-06 | 武汉科技大学 | 一种Al4SiC4/SiC复合耐火材料及其制备方法 |
CN101857437A (zh) * | 2010-06-30 | 2010-10-13 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | Si-Al-O-C陶瓷材料及其制备方法 |
CN102515767A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-06-27 | 北京科技大学 | 一种制备SiC-AlN固溶体陶瓷粉末的方法 |
CN102730690A (zh) * | 2012-06-16 | 2012-10-17 | 山东科技大学 | 一种Al4SiC4材料的合成方法 |
CN103390715A (zh) * | 2013-07-16 | 2013-11-13 | 华南理工大学 | 一种用AlSiC复合基板封装的LED |
CN106450221A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-02-22 | 深圳市鑫永丰科技有限公司 | 一种含铝硅碳复合负极材料及其制备方法 |
TW201930234A (zh) * | 2018-01-12 | 2019-08-01 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 複合構件及其用途與製作方法 |
JP2020029390A (ja) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | アルミニウムシリコンカーバイドの製造方法 |
-
2018
- 2018-03-23 CN CN201810247397.2A patent/CN108358641B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001002476A (ja) * | 1999-06-21 | 2001-01-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アルミニウム−炭化珪素系複合材料およびその製造方法 |
JP2007238382A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Chubu Electric Power Co Inc | 炭化ケイ素焼結体の製造方法および炭化ケイ素焼結体 |
WO2008084844A1 (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-17 | Ngk Insulators, Ltd. | ハニカム構造体の製造方法 |
CN101423404A (zh) * | 2008-11-20 | 2009-05-06 | 武汉科技大学 | 一种Al4SiC4/SiC复合耐火材料及其制备方法 |
CN101857437A (zh) * | 2010-06-30 | 2010-10-13 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | Si-Al-O-C陶瓷材料及其制备方法 |
CN102515767A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-06-27 | 北京科技大学 | 一种制备SiC-AlN固溶体陶瓷粉末的方法 |
CN102730690A (zh) * | 2012-06-16 | 2012-10-17 | 山东科技大学 | 一种Al4SiC4材料的合成方法 |
CN103390715A (zh) * | 2013-07-16 | 2013-11-13 | 华南理工大学 | 一种用AlSiC复合基板封装的LED |
CN106450221A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-02-22 | 深圳市鑫永丰科技有限公司 | 一种含铝硅碳复合负极材料及其制备方法 |
TW201930234A (zh) * | 2018-01-12 | 2019-08-01 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 複合構件及其用途與製作方法 |
JP2020029390A (ja) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | アルミニウムシリコンカーバイドの製造方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
周松青等: "溶胶-凝胶法制备SiC-AlN复合超细粉末的研究", 《硅酸盐学报》 * |
崔素芬等: "Al4SiC4的合成及其特性", 《国外耐火材料》 * |
黄剑锋: "《溶胶-凝胶原理与技术》", 31 July 2005, 化学工业出版社 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109207783A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-15 | 陕西科技大学 | 一种铝硅合金中低温原位合成Al4SiC4陶瓷颗粒的方法 |
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