[发明专利]多孔梯度氮化硅-碳化硅复相陶瓷及其制备方法和用途

摘要

本发明公开了一种电磁吸波用多孔梯度氮化硅‑碳化硅复相陶瓷的制备方法。该方法以廉价的硅藻土和酚醛树脂为原料，利用氧化铝模具制备出硅藻土坯体，在对硅藻土坯体进行烧结时，利用石墨模具对硅藻土坯体定向通入氮气，利用氮气在硅藻土坯体中被逐渐消耗而产生的分压渐变，最终在多孔氮化硅‑碳化硅复相陶瓷中形成了连续梯度的碳化硅分布。该方法能够在多孔氮化硅‑碳化硅复相陶瓷内部形成连续梯度的碳化硅分布，即能有效减少多孔氮化硅‑碳化硅复相陶瓷表面对电磁波的反射，又能保证多孔氮化硅‑碳化硅复相陶瓷内部对电磁波的吸收效果，显著提高了多孔氮化硅‑碳化硅复相陶瓷的电磁吸波性能。

主权项

一种连续梯度分布的多孔氮化硅‑碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，上述制备方法用到的模具包括氧化铝模具（100）、石墨模具（200），其中，氧化铝模具（100）包括氧化铝套筒（1）、第一多孔硅藻土陶瓷板（2）、第二多孔硅藻土陶瓷板（3），沿所述氧化铝套筒（1）的下端内边缘制有凸台（1‑1）；石墨模具（200）包括石墨套筒（5）、石墨端盖（6）、氧化铝陶瓷管（7），并且沿石墨套筒（5）的下端内边缘制有凸台（5‑1）；所述氧化铝套筒（1）的内径略大于所制备硅藻土坯体（4）的外径，所述第一多孔硅藻土陶瓷板（2）、第二多孔硅藻土陶瓷板（3）的外径相同并同时略小于所述氧化铝套筒（1）的内径，所述氧化铝套筒（1）的高度略小于凸台（1‑1）的高度、所述第一多孔硅藻土陶瓷板（2）的厚度、所述第二多孔硅藻土陶瓷板（3）的厚度以及所述硅藻土坯体（4）的厚度之和；所述石墨端盖（6）为一倒写的“凸”字形并与所述石墨套筒（5）可拆卸的连接固定，所述氧化铝陶瓷管（7）穿过所述石墨端盖（6）的中间的通孔与所述石墨端盖（6）粘接；同时，所述石墨套筒（5）的内径略大于所述氧化铝套筒（1）的外径，所述石墨端盖（6）与所述石墨套筒（5）连接固定后腔室的高度略小于氧化铝模具（100）的高度与凸台（5‑1）的高度之和；借助所述氧化铝模具（100）、石墨模具（200）的多孔氮化硅‑碳化硅复相陶瓷的的制备方法，包括下述步骤：其中，所用乙醇为无水乙醇；（a）硅藻土浆料的制备，按每100毫升乙醇加入30~40克酚醛树脂的比例将酚醛树脂添加至乙醇中搅拌至完全溶解，得酚醛树脂乙醇溶液；将硅藻土倒入氧化铝球磨罐中，其中，每100克硅藻土粉体加入15~25颗直径为8~12毫米的氧化铝陶瓷球，然后高速球磨3~5小时后打开；根据氧化铝球磨罐中球磨后硅藻土的重量，按照每100克硅藻土中倒入300~400毫升的比例加入制备的酚醛树脂乙醇溶液，然后继续球磨1~2小时，即得到混合均匀的硅藻土浆料；（b）硅藻土坯体的制备，氧化铝套筒（1）水平放置后，将第二多孔硅藻土陶瓷板（3）水平装入氧化铝套筒（1）的凸台（1‑1）上，将步骤（a）制备的混合均匀的硅藻土浆料缓慢均匀的倒入所述第二多孔硅藻土陶瓷板（3）上直至达到所需厚度，然后于阴凉处静置3~5小时，可得半阴干的硅藻土坯体（4），然后将第一多孔硅藻土陶瓷板（2）水平放置于所述硅藻土坯体（4）上面，氧化铝模具（100）组装完成；然后，将组装后的氧化铝模具（100）放入真空干燥箱中，在90℃温度下真空干燥2~3小时；（c）氧化铝模具（100）和石墨模具（200）的组装，将步骤（b）的氧化铝模具（100）倒置装入石墨套筒（5）中，然后石墨端盖（6）与石墨套筒（5）连接固定，氧化铝模具（100）和石墨模具（200）组装完成；（d）硅藻土坯体的烧结，将组装好的氧化铝模具（100）和石墨模具（200）放入高温炉中进行烧结，在升温和烧结的过程中，通过氧化铝陶瓷管（7）向组装好的氧化铝模具（100）和石墨模具（200）内部持续通入氮气，氮气的流量为0.1~0.3 L/min，烧结温度为1450~1550℃，烧结时间为2~3小时后得到具有梯度碳化硅分布的多孔氮化硅‑碳化硅复相陶瓷。