[发明专利]硼化物多孔陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硼化物多孔陶瓷的制备方法，属于多孔陶瓷制备技术领域。

背景技术

传统多孔陶瓷是采用注浆、挤出、捣打和等静压等传统的生产方法生产，靠颗粒堆积 和添加增孔剂的方法制备多孔陶瓷。由于生产工艺和技术的限制，生产的硼化物多孔陶瓷孔 径和密度分布不均匀、强度低且生产成本高，在使用过程中容易产生应力集中，导致开裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷、制得多孔陶瓷孔径分布均匀且生产成本 低、产品工作性能优良的硼化物多孔陶瓷的制备方法，其技术方案为：

一种硼化物多孔陶瓷的制备方法，包括悬浮陶瓷浆料的制备、发泡、成型和烧成，其 中悬浮陶瓷浆料的制备是将有机单体按一定比例溶解于水中形成有机溶液，有机溶液与分散 剂按一定比例混合后并调整所需的pH制得混合有机溶液，然后将粒度为0.2～5μm的硼化物 陶瓷粉体与混合有机溶液按一定比例充分混合制成悬浮陶瓷浆料，其特征在于：悬浮陶瓷浆 料外加入一定量的表面活性剂在氮气环境中强力搅拌一定时间形成气孔直径为5～600μm的 气泡，然后外加引发剂和催化剂继续搅拌0.5～3分钟得到多孔浆料，将多孔浆料注入非吸水 模具中，在氮气保护下室温放置1分钟～48小时，然后在60～150℃的温度下时间为10分钟 ～6小时固化成型，然后脱模干燥，使坯体的含水率低于0.5wt％以下，将干燥后的坯体脱 脂，并在一定条件下烧成。

所述的硼化物多孔陶瓷的制备方法，有机溶液由有机单体1～75wt％溶解于25～99wt％ 的水中而成，其中有机单体的组分为N，N-亚甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺，其重量百分比为 1～10∶90～99，有机溶液与分散剂按重量百分比85～97∶3～15混合后，再将其pH值调整到 8～11，即制得混合有机溶液。

所述的硼化物多孔陶瓷的制备方法，分散剂采用聚丙烯酸铵溶液，其浓度为 20～60wt％，pH值调整剂为40～60wt％氨水或者40～60wt％乳酸，即要降低混合有机溶液的 pH值，pH值调整剂采用40～60wt％乳酸，反之pH值调整剂采用40～60wt％氨水。

所述的硼化物多孔陶瓷的制备方法，将陶瓷粉体与混合有机溶液按照重量百分比 60～90∶10～40混合后加球石研磨后，再真空处理至浆料中没有气泡逸出，制成均匀悬浮陶 瓷浆料。

所述的硼化物多孔陶瓷的制备方法，硼化物陶瓷粉体为1∶1硼化铪-氮化硅粉体，或 1∶1硼化铪-碳化硅粉体，或1∶1硼化锆-氮化硅粉体，或1∶1硼化锆-碳化硅粉体。

所述的硼化物多孔陶瓷的制备方法，表面活性剂为正己醇、正庚烷、烷基醇酰胺磷酸 脂、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸脂、辛基苯基聚氧乙烯醚、聚丙烯酸铵、聚氧乙烯山梨醇酐单油 酸酯、鼠李糖脂、十六烷苯磺酸的任一种，加入量为悬浮陶瓷浆料的0.1～2wt％。

所述的硼化物多孔陶瓷的制备方法，引发剂采用浓度为1～5wt％的过硫酸铵溶液， 加入量为外加0.01～0.2wt％，催化剂采用N，N，N，N-四甲基己二胺，加入量为外加 0.01～0.2wt％。

所述的硼化物多孔陶瓷的制备方法，加有发泡剂的悬浮陶瓷浆料在氮气环境中强力搅 拌1～20分钟，使悬浮陶瓷浆料充分发泡。

所述的氮化硅多孔陶瓷的制备方法，坯体的脱脂温度为600℃～1300℃，脱脂时间不 低于0.5小时，然后在1600～2100℃的温度范围内、在氢气或氩气或氮气气氛中烧制10～180 分钟，制得硼化物多孔陶瓷。

本发明与现有技术相比，其优点为：由于陶瓷粉体在悬浮陶瓷浆料中分布均匀，且采 用特殊的发泡原理，使制得的多孔浆料气泡多且大小、分布均匀，由其制成的硼化物多孔陶 瓷坯体显微结构、密度均匀，最后制得的硼化物多孔陶瓷成品率高。

具体实施方式

实施例1

步骤为：

1、制备陶瓷粉体：粒度为0.5μm的1∶1硼化铪-氮化硅粉体均匀混合制得。

2、制备混合有机溶液：将N，N-亚甲基丙烯酰胺与丙烯酰胺以2∶98重量百分比混合 制得的有机单体溶入水中，有机单体与水的重量百分比为5∶95，制得有机溶液，再将有机 溶液与浓度为40wt％的聚丙烯酸铵溶液分散剂以9∶1的重量比混合，然后用浓度为50wt％ 的氨水将混合液的pH值调整到9，即制得混合有机溶液。