[发明专利]一种SIC纳米多孔陶瓷材料的加工方法

说明书

本发明涉及碳化硅特种陶瓷加工工艺领域，特别是涉及一种SIC纳米多孔陶瓷材料的加工方法，采用将原材料预清洗，再通过超声震荡，再置于王水中煮沸，干燥后装模，再通过烧结的方法得到SIC陶瓷产品。该方法制备得到的产品，晶粒之间分界明显，微孔数量较多，边界清晰的产品，质地均匀，耐酸碱腐蚀，耐高温强度明显得到了提升。

技术领域

本发明涉及碳化硅特种陶瓷加工工艺领域，特别是涉及一种SIC纳米多孔陶瓷材料的加工方法。

背景技术

通过在高温下烧结而获得的基于碳化硅或SIC的多孔陶瓷或耐火材料，由于其自身的高化学惰性和高耐火性，从而能够耐高机械应力，广泛应用于热-机械应力的领域中。例如，在机动车排气管道中国的颗粒过滤器的应用。

欧洲技术研究圣戈班中心的发明专利200880003415.7公开了制造SIC基陶瓷多孔体的方法，通过高温焙烧和烧结制造出SIC基多孔耐火陶瓷产品，该产品可用于机动车用途的颗粒过滤器。

又如，中国发明专利申请201210496637.5公开了一种氮化硅增韧陶瓷球的制备方法，采用以下组合物作为陶瓷原料：β-氮化硅，SIC晶须，烧结助剂，制备的陶瓷球强度高、致密性好、韧性好，耐高温和耐磨，用作轴承的滚动体。

这些加工特种陶瓷的方法，还有市面上其他生产特种陶瓷的方法，采用的SIC粉末在生产过程中引入松香、油脂、纤维、有机溶剂等杂质，还可能含有游离C、Na、Mg、Al、Cu等无机杂质，这些杂质的存在不仅影响粉末的成型和烧结过程，而且对于烧结样品的半导体特性有着极大的影响。采用一般的烧结工艺，在普通烧结炉中进行恒温烧结得到的样品，含有大量的杂质，质地不均匀，耐酸耐腐蚀性能较差，耐高温强度也稍稍逊色，废品率较高。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种SIC纳米多孔陶瓷材料的加工方法，可以完全解决上述技术问题。

解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明设计了一种SIC纳米多孔陶瓷材料的加工方法，包括以下步骤:

(1)选用市售纳米级SIC粉末作为原材料，SIC粉末的尺寸在10纳米以内，将SIC粉末溶解于预清洗液中，所述的预清洗液由水、浓度为30％的双氧水和浓度为25％的氨水按照质量比为5:3:2组成，预清洗液的量为使得预清洗液完全包裹SIC粉末为宜；

(2)将上述溶液置于超声波中，超声震荡30-45min；

(3)将步骤(2)经过超声震荡后的溶液置于王水中，煮沸30-35min，用于除去重金属杂质；再用无水乙醇进行脱水；最后将滤饼置于真空烘干室内干燥，得到纯净SIC粉末；

(4)通过电子称重器精准称取纯净SIC粉末100g；保证纯净SIC粉末的重量误差在±0.001g以内；

(5)将称取的纯净SIC粉末均匀装入模具中，装模时，轻微敲击模具外表面，使得粉末尽可能均匀填充模具内部；填充完成，采用液压机进行双向压制；

(6)将步骤(5)压制的SIC粉块置于烧结设备中进行烧结，烧结温度为1550-1650℃，烧结时间为4-7h，得到产品SIC陶瓷；在烧结时间4-7小时之间，随着烧结时间的加长，产品SIC陶瓷的孔径越大；