[发明专利]一种制备低体积分数多孔碳化硅陶瓷坯体的方法

摘要

本发明一种制备低体积分数多孔碳化硅陶瓷坯体的方法，将常规陶瓷凝胶注模成形丙烯酰胺凝胶体系中的水用硅溶胶替代，形成硅溶胶-聚丙烯酰胺双凝胶网络体系。通过控制硅溶胶与丙烯酰胺的比例，并在浆料中添加一定比例的石墨粉，可以使得凝胶坯体在室温具有一定的强度，同时排胶后留下的硅溶胶凝胶网络还可以使坯体具备一定的强度，满足后期熔渗金属对坯体强度的要求。浆料中添加石墨粉能够有效避免碳化硅颗粒在凝胶过程中由于体积分数过低导致粘度低而产生沉降现象，石墨粉可以在排胶后期于空气中烧掉。采用上述方法可以以较低的成本制备体积分数为15~45%、强度超过3MPa、闭孔隙率小于0.5%的多孔碳化硅坯体。

主权项

一种制备低体积分数多孔碳化硅陶瓷坯体的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：   步骤（1）制备预混液：将丙烯酰胺单体和亚甲基双丙烯酰胺以质量比为1:50‑70混合，以浓度为15‑30%的硅溶胶为溶剂，配制成单体质量分数为20‑30%的预混液，备用；步骤（2）将粒径为5‑25μm的碳化硅粉末与粒径为3‑5μm的石墨粉末以体积比为1‑15：1‑2的比例加入到上述预混溶液中，同时加入粉末质量分数1.2‑1.5%的浓度为10%四甲基氢氧化胺水溶液作为分散剂，以氧化铝为球磨介质球磨混均1小时，然后加入总体积0.5‑0.6%的浓度为8%过硫酸胺水溶液作引发剂和0.5‑0.6‰的四甲基乙二胺作为催化剂，搅拌均匀后注入模具中成形出所需要的形状，然后置于60度的保温箱中进行凝胶固化，保温时间30分钟，然后脱模继续保温5小时至质量不再变化为止；步骤（3）将经过干燥的坯体放入脱脂加热炉于空气中以升温速率为4℃/min升温至450℃，保温2小时，脱除大部分的聚丙烯酰胺凝胶网络，然后以升温速率8℃/min继续升温至700℃，保温半小时，烧掉坯体中的石墨粉末，然后进行炉冷，得到强度可以达到3MPa以上，闭孔隙率小于0.5%的低体积分数为15‑45%的多孔碳化硅陶瓷坯体。