[发明专利]氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)以硅粉和酚醛树脂粉末为主要原料，制备陶瓷素坯；

(2)将步骤(1)所得的陶瓷素坯在惰性保护气氛下进行碳化，使酚醛树脂形成热解碳，得到碳化后的坯体；

(3)将步骤(2)所得的碳化后的坯体在含氮气气氛下进行氮化，使氮气与一部分硅粉反应生成氮化硅，同时使热解碳与另一部分硅粉反应生成碳化硅，得到氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷；

所述步骤(3)中，氮化的具体工艺过程为：在真空条件下以第一升温速率升至1000℃～1050℃；充入氮气至0.2MPa～0.4MPa后，以第二升温速率升温至1300℃～1350℃，进行低温氮化；再以第三升温速率升温至1450℃～1550℃，进行高温氮化。

2.根据权利要求1所述的氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述第二升温速率为0.75℃/min～1.5℃/min；所述第三升温速率为0.75℃/min～1℃/min。

3.根据权利要求2所述的氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述高温氮化的具体工艺过程为：先升温至1450℃，保温0.5h～1h，再升温至1500℃，保温0.5h～1h，最后升温至1550℃，保温1h～2h。

4.根据权利要求3所述的氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述第一升温速率为10℃/min～20℃/min。

5.根据权利要求1所述的氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述酚醛树脂粉末在制备陶瓷素坯的原料中的质量分数为5％～20％，所述酚醛树脂粉末中含有固化剂。

6.根据权利要求5所述的氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述硅粉的粒径≤200目，纯度不小于99.9％，所述酚醛树脂粉末的粒径≤100目。

7.根据权利要求6所述的氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，制备陶瓷素坯的原料还包括烧结助剂，所述烧结助剂在制备陶瓷素坯的原料中的质量分数≤9wt％。

8.根据权利要求7所述的氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂包括Al₂O₃和Y₂O₃，Al₂O₃和Y₂O₃的质量比为1∶2。

9.根据权利要求1～8任一项所述的氮化硅-碳化硅复相多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，采用热模压工艺制备陶瓷素坯，热模压的温度为145℃～180℃，压力为10MPa～50MPa，保温时间为10min～30min。