[发明专利]陶瓷气凝胶及通过凝胶注模成型制备陶瓷气凝胶的方法

权利要求书

1.通过凝胶注模成型制备陶瓷气凝胶的方法，它是将有机单体和交联剂 溶于溶剂，再加入陶瓷粉体和分散剂，调节pH值，混匀后得到悬浮液，然后 向悬浮液中加入引发剂后搅拌均匀，在浇注模具型腔中进行交联固化，之后 经过干燥、排胶、烧结制得陶瓷气凝胶；其特征在于有机单体与交联剂的质 量比为8～32∶1，每毫升溶剂中溶有0.15g～0.30g有机单体，陶瓷粉体用量是 悬浮液总体积的5％～50％，分散剂与陶瓷粉体的质量比为0.5～5∶100，pH值 调至3～12，引发剂的用量是悬浮体总重量的1％～10％，所述的溶剂为乙酰胺、 N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、乙二胺或三乙胺；交联固化温度为 40℃～100℃，交联固化时间为20min～60min；干燥温度为40℃～220℃，干燥 时间为5h～50h；排胶温度为200℃～700℃，排胶时间为5～150h；烧结气氛为 空气、氧气、氮气或氩气，烧结温度为1000℃～3000℃，烧结时间为2h～7h。

2.根据权利要求1所述的通过凝胶注模成型制备陶瓷气凝胶的方法，其 特征在于所述的有机单体为羟甲基丙烯酰胺、烷基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙 烯酸、丙烯酰胺、甲氧基-聚(乙烯基乙二醇)甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯、丙烯 腈、丁二烯、羟乙基丙烯酸甲酯、羟丙基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基苯乙烯或 N-乙烯基吡咯烷酮，其中所述的烷基丙烯酰胺为甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺 或丙基丙烯酰胺，所述的丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁 酯；所述的陶瓷粉料是平均粒径均为20nm～5μm的氧化物陶瓷粉体、氮化物 陶瓷粉体或碳化物陶瓷粉体，其中所述的氧化物陶瓷粉体为氧化硅、氧化铝、 氧化锆、莫来石、堇青石中的一种或其中几种的混合，所述的氮化物陶瓷粉体 为氮化硅、氮化铝或氮化硼，所述的碳化物陶瓷粉体为碳化硅或碳化硼。

3.根据权利要求2所述的通过凝胶注模成型制备陶瓷气凝胶的方法，其 特征在于所述的交联剂为聚(乙烯基乙二醇)双甲基丙烯酸、N，N-亚甲基双丙烯 酰胺或N，N’-(1，2-二羟乙烯基)双丙烯酰胺；所述的引发剂是质量浓度为 5％～40％的过硫酸铵水溶液；所述的分散剂为柠檬酸或聚丙烯酸。

4.根据权利要求3所述的通过凝胶注模成型制备陶瓷气凝胶的方法，其特 征在于所述干燥是按下述步骤进行：在40℃条件下干燥2h，升温至100℃， 在100℃条件下干燥2h，再升温至150℃，在150℃条件下干燥5h。