[发明专利]一种反应烧结碳化硅陶瓷薄壁管、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种反应烧结碳化硅陶瓷薄壁管、制备方法及其应用，包括以下质量百分比的原料：炭黑5～20％，碳化硅粉末75～94％和分散剂1～5％；所述的碳化硅粉末由粒径为0.4～0.6μm、纯度为99.4～99.6％的α型碳化硅粉末一和粒径为170～190μm、纯度为99.75～99.85％的α型碳化硅粉末二混合组成。所述的反应烧结碳化硅陶瓷薄壁管的制备方法包括：将原料注入贴有网状聚合物的石膏模具中，依次进行放浆、脱模和压制得到素坯，然后进行烘干和真空烧结即得。本发明通过研究成型工艺，在注浆过程中引入一定密度的网状聚合物，利用其强度，使放浆过程中保证其形变量较小，最终达到产品的外形尺寸要求。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种反应烧结碳化硅陶瓷薄壁管、制备方法及其应用。

背景技术

随着高性能碳纤维技术取得突破，生产成本不断降低，碳纤维在工业领域应用比例持续增长。大力发展碳纤维及复合材料等新材料产业，对于提高我国原材料工业的市场竞争力、保障国防安全、促进我国工业由大变强都具有重要意义。

经过近20年的发展，我国碳化硅陶瓷已经达到国际先进水平，碳化硅陶瓷已在越来越多的领域发挥着重要作用，但是许多产品合格率低下，浪费巨大，导致产品价格居高不下，严重制约了反应碳化硅陶瓷的发展。1)产品素坯尺寸控制较差；2)烧结成本高，合格率低；3)产品烧结完后，表面存在大量的残余硅，需机械打磨处理，机械打磨对产品、环境都有极大的损害，且生产效率很难提高。目前采用反应烧结生产的碳化硅陶瓷薄壁管也存在上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种反应烧结碳化硅陶瓷薄壁管、制备方法及其应用，解决现有制备碳化硅陶瓷薄壁管时存在的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种反应烧结碳化硅陶瓷薄壁管，包括以下质量百分比的原料：炭黑5～20％，碳化硅粉末75～94％和分散剂1～5％；

所述的碳化硅粉末由粒径为0.4～0.6μm、纯度为99.4～99.6％的α型碳化硅粉末一和粒径为170～190μm、纯度为99.75～99.85％的α型碳化硅粉末二混合组成。

进一步的，所述的分散剂包括聚乙烯醇、己烯基双硬脂酰胺、硫酸酯盐、硬脂酸单甘油酯、聚丙烯酸和羧酸盐中的一种或多种。

进一步的，所述的α型碳化硅粉末一与α型碳化硅粉末二的质量比为1：(1.8～2.4)。

进一步的，所述的碳化硅陶瓷薄壁管的密度为2.9～3.08g/cm³，三点抗弯强度为150～360MPa。

进一步的，所述的反应烧结碳化硅陶瓷薄壁管的制备方法包括：将原料注入贴有网状聚合物的石膏模具中，依次进行放浆、脱模和压制得到素坯，然后进行烘干和真空烧结即得，所述的网状聚合物的厚度为0.4～2mm；

所述的网状聚合物为聚氨酯过滤海绵、加密PP纳米材质涂层和加固碳纤维布中的一种或多种。

一种反应烧结碳化硅陶瓷薄壁管的制备方法，包括以下步骤：

1)原料的混合：

按质量百分比称取炭黑5～10％，碳化硅粉末70～85％和分散剂1～5％，首先将分散剂和炭黑混合加水搅拌，然后加入碳化硅粉末，搅拌，得到备用浆料；

2)将聚氨酯过滤海绵、加密PP纳米材质涂层和加固碳纤维布中的一种或多种作为过滤材料贴在石膏模具的内壁上得到贴有网状聚合物的石膏模具，所述的过滤材料的贴覆厚度为0.4～2mm；

3)注浆：将备用浆料注入贴有网状聚合物的石膏模具中，依次进行放浆、脱模和压制得到素坯；