[发明专利]一种AlN晶须增强层状多孔SiC陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种AlN晶须增强层状多孔SiC陶瓷，其特征在于，所述的AlN晶须增强层状多孔SiC陶瓷采用平行排列的SiC基陶瓷层作为基体，SiC基陶瓷层间存在层状贯通孔，大量AlN晶须端部粘附在SiC基陶瓷层表面并向层状贯通孔中伸出；这些AlN晶须相互交叉在层状贯通孔中形成三维网状结构；所述SiC基陶瓷层主要由SiC和Al₂O₃构成；

所述AlN晶须增强层状多孔SiC陶瓷采用如下的方法制备，具体步骤如下：

(1)将SiC粉体、占SiC粉体质量0.2-2.0wt.％的分散剂和占SiC粉体质量0-30wt.％烧结助剂粉体共同分散于去离子水中，得到固相含量为5-30vol.％的陶瓷颗粒分散液；所述的固相包括SiC、烧结助剂；

所述的分散剂为聚乙二醇、硅酸钠、羧甲基纤维素钠、四甲基氢氧化铵、聚甲基丙烯酸铵、聚乙烯亚胺、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种组合；

所述的烧结助剂为Al₂O₃；

(2)将步骤(1)得到的陶瓷颗粒分散液置于一个聚四氟乙烯容器中，该容器壁厚为3-8毫米，然后将聚四氟乙烯容器放在一个实体的金属块上，金属块的下半部浸入在冷冻剂中，通过金属块的传导对陶瓷颗粒分散液进行定向冷冻，直至该陶瓷颗粒分散液完全结冰为止，即得到含有陶瓷颗粒组装体的冰块；

所述的金属块的材质为铜或铝；

所述的冷冻剂为液氮；

(3)将步骤(2)得到的含陶瓷颗粒组装体的冰块置于低于-18℃、气压低于600Pa的条件下干燥24-72h除冰，得到层状多孔陶瓷坯体；将得到的层状多孔陶瓷坯体在1500-2000℃的温度下烧结2h，制成层状多孔SiC陶瓷；

(4)将体积等于层状多孔SiC陶瓷的孔隙体积的Al-Mg合金放置于层状多孔SiC陶瓷上，并将它们放入高温炉中，先在800℃的条件下熔渗1h，再在氮气气氛和1080-1200℃的条件下高温加热1-3h，使Al与N₂反应，在层状多孔SiC陶瓷的孔隙中生长AlN晶须，制得AlN晶须增强层状多孔SiC陶瓷；

所述的Al-Mg合金中Mg含量为8-30wt.％。