[发明专利]碳化硅多孔陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔碳化硅陶瓷制备的技术，属于低成本的制备技术领域。

背景技术

多孔陶瓷具有十分广泛的实际应用前景，如用作熔融金属或热气体的过滤器，医学临床的病菌等微生物过滤，超滤分离血清蛋白；化学反应过程的过滤膜；催化剂或酶的载体等。碳化硅多孔陶瓷是一种内部结构中有很多孔隙的新型功能材料。由于具有低密度、高强度、高孔隙率、高渗透性、比表面积大、抗腐蚀、抗氧化、良好的隔热性、抗热震性和耐高温性等特点,碳化硅多孔陶瓷在一般工业领域及高科技领域得到了越来越广泛的应用。

制备碳化硅多孔陶瓷有多种工艺方法,包括添加造孔剂工艺，发泡工艺，有机泡沫浸渍工艺，溶胶 -凝胶工艺等。但这些方法都比较复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，该方法工艺简单，可连续生产，并适用于工业规模。

本发明的技术方案：一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：首先将多孔硅胶放入管式炉中，以50~300ml/min的速率通入纯度80-98%的甲烷，以5-30℃/min的升温速率逐步升温至1000~1500℃，并保持0.5-2hr，炉口出口点火，裂解的甲烷气体在管式炉中连续通过硅胶，发生原位反应，将硅胶转化为碳化硅多孔陶瓷，并遗传其孔隙结构。

所述硅胶的孔隙率为30~80%。

本发明的有益效果：本发明利用多孔硅胶和甲烷气体反应，低温原位反应的方法制备多孔碳化硅陶瓷，工艺简单，成本低，可规模化生产。

具体实施方式

实施例1

一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法：首先将孔隙率为30%的多孔硅胶5g放入管式炉中，以50ml/min的速率通入纯度80%的甲烷，以5℃/min的升温速率逐步升温至1000℃，并保持0.5hr，炉口出口点火，裂解的甲烷气体在管式炉中连续通过硅胶，发生原位反应，获得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率为30%。

实施例2

一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法：首先将孔隙率为80%的多孔硅胶10g放入管式炉中，以300ml/min的速率通入纯度98%的甲烷，以30℃/min的升温速率逐步升温至1500℃，并保持2hr，炉口出口点火，裂解的甲烷气体在管式炉中连续通过硅胶，发生原位反应，获得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率为80%。

实施例3

一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法：首先将孔隙率为40%的多孔硅胶8g放入管式炉中，以60ml/min的速率通入纯度85%的甲烷，以10℃/min的升温速率逐步升温至1100℃，并保持1.5hr，炉口出口点火，裂解的甲烷气体在管式炉中连续通过硅胶，发生原位反应，获得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率为40%。

实施例4

一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法：首先将孔隙率为50%的多孔硅胶6g放入管式炉中，以100ml/min的速率通入纯度88%的甲烷，以15℃/min的升温速率逐步升温至1200℃，并保持1.2hr，炉口出口点火，裂解的甲烷气体在管式炉中连续通过硅胶，发生原位反应，获得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率为50%。

实施例5

一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法：首先将孔隙率为60%的多孔硅胶5g放入管式炉中，以150ml/min的速率通入纯度90%的甲烷，以20℃/min的升温速率逐步升温至1300℃，并保持1hr，炉口出口点火，裂解的甲烷气体在管式炉中连续通过硅胶，发生原位反应，获得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率为60%。

实施例6

一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法：首先将孔隙率为70%的多孔硅胶5g放入管式炉中，以200ml/min的速率通入纯度95%的甲烷，以25℃/min的升温速率逐步升温至1100℃，并保持0.5hr，然后升温至1400℃，保持1.5 hr，炉口出口点火，裂解的甲烷气体在管式炉中连续通过硅胶，发生原位反应，获得碳化硅多孔陶瓷的孔隙率为70%。

实施例7

一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法：孔隙率为60%的硅胶5g，放入管式炉中，通入甲烷气体，保持温度为1100℃并保持1.0小时，然后升温至1500℃，保持0.5小时，得到的多孔碳化硅孔隙率为60%，质量约为4g。

实施例8

一种碳化硅多孔陶瓷的制备方法：孔隙率为40%的硅胶5g，放入管式炉中，通入甲烷气体，保持温度为1100℃并保持0.5小时，然后升温至1450℃，保持0.5小时，得到的多孔碳化硅孔隙率为40%，质量约为4g。