[发明专利]多孔碳化硅陶瓷材料及其制备方法

说明书

本公开提供了一种多孔碳化硅陶瓷材料及其制备方法。所述多孔碳化硅陶瓷为蜂窝状结构，多孔碳化硅陶瓷的孔隙呈立体网格状无序联通，孔隙分布均匀，孔隙的尺寸为20μm～30μm。所述多孔碳化硅陶瓷材料的制备方法包含：a.将基体原料碳化硅粉体、氢氧化铝粉体、氧化钇粉体加入容器中，然后再加入分散剂、去离子水，首次球磨，之后再加入粘结剂，二次球磨，得到均匀的浆料；b.将步骤a所制得的浆料倒入容器中真空除泡，之后将除泡后的浆料注入到冷冻模具中冷冻，得到冷冻生胚；c.将步骤b所制得的冷冻生胚在真空条件下干燥，得到多孔SiC胚体；d.将步骤c所制得的胚体放入保温箱干燥；e.将步骤d所得到的胚体烧结。本公开的制备工艺简单高效，操作易于控制。

技术领域

本公开涉及陶瓷材料领域，具体涉及一种多孔碳化硅陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

通过冷冻干燥法制备的多孔碳化硅，具有高孔隙率、高比表面积、优异的力学性能、稳定的化学性能、较高的导热率以及较低的热膨胀系数等性质，在催化剂载体材料方面具有巨大的应用价值。

目前通过冷冻干燥法制备的多孔碳化硅陶瓷，其孔隙结构多为具有高取向性的层状或树枝状。

国内外关于冷冻干燥制备多孔碳化硅材料的报道中，浆料的冷冻过程通常不伴随吞噬现象的发生，制备的孔隙结构普遍呈高取向性的层状或树枝状。例如，于2018年6月1公布的中国专利申请公布号为CN108101544A的中国专利申请公开了一种层片状梯度多孔碳化硅陶瓷及其制备方法，以碳化硅粉体为原料，以水作为冷冻介质，制备得到了在具有高度取向性的片层状孔隙结构。例如，于2011年11月30日公布的中国专利申请公布号为CN102260092的中国专利申请公开了一种多孔碳化硅陶瓷材料的制备方法，通过控制粘结剂加入量，制备了具有不同层厚与层间距的试样，其孔隙结构为高取向性的层状或树枝状。

然而，片层状与树枝状结构中的孔隙通道均较为平直，当反应物进入孔隙后无法获得足够的滞留时间以进行充分的催化反应，这使得冷冻干燥法制备的多孔碳化硅陶瓷在催化剂载体方面的应用受到了一定的限制。

上述的说明仅是提供背景技术，并未承认上文的“背景技术”构成本公开的现有技术。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本公开的目的在于提供一种多孔碳化硅陶瓷材料及其制备方法。

在一些实施例中，本公开提供了一种多孔碳化硅陶瓷材料，本公开的多孔碳化硅陶瓷为蜂窝状结构，多孔碳化硅陶瓷的孔隙呈立体网格状无序联通，孔隙分布均匀，孔隙的尺寸为20μm～30μm。

在一些实施例中，本公开提供了一种多孔碳化硅陶瓷材料的制备方法，其用于制备本公开的蜂窝状多孔碳化硅陶瓷材料，包含步骤：

a.将基体原料碳化硅粉体、氢氧化铝粉体、氧化钇粉体加入容器中；然后再加入分散剂、去离子水，进行首次球磨，之后再加入粘结剂，进行二次球磨，得到均匀的浆料；

b.将步骤a所制得的浆料倒入容器中进行真空除泡，之后将除泡后的浆料注入到冷冻模具中进行冷冻，得到冷冻生胚；

c.将步骤b所制得的冷冻生胚在真空条件下进行干燥处理，得到多孔SiC胚体；

d.将步骤c所制得的胚体放入保温箱，进行干燥；

e.将步骤d所得到的胚体进行烧结，烧结后得到具有蜂窝结构的多孔碳化硅陶瓷材料。

本公开的有益效果如下：

本公开制备的多孔碳化硅陶瓷材料具有蜂窝状孔隙结构，并且具有孔隙率高、孔隙分布无序性高、孔隙尺寸分布集中、抗压强度高、比表面积高等特点。并且本公开的制备工艺简单高效，操作易于控制。

附图说明

图1为本公开的实施例1的多孔碳化硅陶瓷的一电镜图；