[发明专利]一种氮化硅多孔陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅多孔陶瓷，其通过将反应原料进行烧结制成，所述反应原料包含：76-87重量份碳硅质前驱体、5-8重量份氮化硅及8-16重量份添加剂，其中所述碳硅质前驱体通过对稻壳进行碳化制成。

2.根据权利要求1所述的氮化硅多孔陶瓷，其中，所述反应原料包含：76重量份碳硅质前驱体、8重量份氮化硅及16重量份添加剂。

3.根据权利要求1或2所述的氮化硅多孔陶瓷，其中，所述碳硅质前驱体中C与SiO₂的重量比为1.2-1.5，优选1.5；

优选地，所述碳硅质前驱体的中位粒径小于2.0μm；

优选地，所述添加剂包括有助于氮化硅形成的催化剂及烧结助剂；

优选地，所述添加剂选自由Fe₂O₃、NaF、Y₂O₃、Al₂O₃、MgO或CeO₂组成的组中的两种或三种物质；优选地，所述反应原料中，每种添加剂的量为3-10重量份；

优选地，所述氮化硅为α-氮化硅，中位粒径小于0.5μm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的氮化硅多孔陶瓷，其中，所述反应原料进一步包括研磨介质，所述研磨介质优选无水乙醇；

优选地，所述碳硅质前驱体、氮化硅及添加剂的总重量与无水乙醇的重量比为1：1.5。

5.根据权利要求4所述的氮化硅多孔陶瓷，其中，所述反应原料进一步包括聚乙烯醇溶液；

优选地，所述聚乙烯醇溶液的浓度为5%（重量比）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的氮化硅多孔陶瓷，其中，所述碳硅质前驱体采用以下方法制备：采用体积分数为10%的盐酸溶液浸泡并沸煮稻壳，烘干后，在540℃下进行碳化1-3.4h，粉磨1h，得到碳硅质前驱体。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的氮化硅多孔陶瓷的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤a：将碳硅质前驱体、氮化硅及添加剂进行混合，研磨造粒，得到混合料；

步骤b：将混合料模压成型得到坯体；

步骤c：将坯体在氮气气氛及常压下进行烧结，冷却后去除碳，得到氮化硅多孔陶瓷。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述步骤a中，采用研磨介质将碳硅质前驱体、氮化硅及添加剂混匀并烘干，随后加入聚乙烯醇溶液，研磨造粒，过120目筛，得到混合料。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，所述步骤b中，将混合料在3-10MPa下模压成型，得到坯体。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的制备方法，其中，所述步骤c中，将坯体烘干后置于高温炉中，优选将坯体烘干后放入内涂氮化硼的石墨罐内，并将石墨罐置于高温炉中，然后在氮气气氛及常压下以10℃/min的升温速率，分别在1350℃保温10-16h，1450-1550℃保温2-3h，随炉冷却后，然后在箱式电阻炉中650℃保温2h除碳，得到氮化硅多孔陶瓷。