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专利号: 2021114582826
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:采用碳化硅粉、硅粉、碳黑、NaCl‑KCl熔盐、高岭土、羧甲基纤维素钠、PVP、甘油和水等原料,通过配料、混料成泥、成型、干燥、烧结和浸水除盐等工艺制备碳化硅陶瓷膜。

2.根据权利要求1所述的一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所述方法具体包括:

(1)配料及捏合成泥,挤出成型,烘干制备干素坯:将碳化硅粉体、硅粉、碳粉、NaCl‑KCl熔盐、高岭土、羧甲基纤维素和甘油等按照配方称量配料,加水搅拌混料,然后捏合成泥,捏合后的泥料挤出成型,控制成型温度,获得湿碳化硅支撑体素坯,将湿碳化硅支撑体素坯在烘箱内烘干,获得碳化硅素坯;

(2)将上述烘干之后的碳化硅素坯置于高温炉中并抽真空加热;

(3)将碳化硅素坯放入烧结炉,高温烧结获得多孔碳化硅,浸水除盐,获得多孔碳化硅支撑体;

(4)将碳化硅纳米纤维和聚乙烯醇(PVA)按照一定浓度混合配置获得碳化硅纳米纤维水浆料,将碳化硅纳米纤维水浆料涂在多孔碳化硅支撑体上,然后将涂浆料后的多孔碳化硅支撑体在烘箱内烘干;

(5)将覆膜了碳化硅纳米纤维的碳化硅支撑体在高温炉中烧结,获得碳化硅陶瓷膜。

3.根据权利要求2所述的一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所述(1)中,先将硅粉与碳黑以1:(1~3)的摩尔比进行配料混合获得硅碳复合粉体;然后将碳化硅粉体、硅碳复合粉体、NaCl‑KCl熔盐、高岭土、羧甲基纤维素和甘油按照质量份数为70~80:6~15:2~5:5~10:1~4:0.2~0.5。

4.根据权利要求2所述的一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所述(1)中,加水搅拌混料具体过程是:原料在混料机中先干混10~30min,然后加水湿混40~

60min,再进行练泥,并置于常温下陈腐24h。

5.根据权利要求2所述的一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所述(1)中,在烘箱内烘干,是按照以下特定阶梯控温方式进行处理:将泥坯置于常温下晾干12~24h,然后转移到烘箱内,从常温开始升温到50℃,升温速率为1~5℃/min,保温3~5h;

从50℃开始升温到80℃,升温速率为1~5℃/min,保温3~5h;

从80℃开始升温到120℃,升温速率为1~5℃/min,保温5~10h。

6.根据权利要求2所述的一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所述(2)具体为:将上述烘干之后的碳化硅素坯置于管式炉中并抽真空,然后从常温以3~5℃/min的升温速率升到800℃处理。

7.根据权利要求2所述的一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所述(3)中,高温烧结具体是按照以下特定阶梯升温方式进行处理:从常温升温到200℃,升温速率为5~10℃/min,保温1~3h;

从200℃升温到900℃,升温速率为5~10℃/min,保温1~3h;

从900℃升温到1350~1600℃,升温速率为1~5℃/min;

在1350~1600℃温度下,保温1~5h;

然后随炉冷却。

8.根据权利要求2所述的一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所述(3)中,浸水除盐是将多孔碳化硅置于水中浸泡30~60min,然后换水,如此重复3~5次。

9.根据权利要求2所述的一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所述(4)中,按照碳化硅纳米纤维按照质量百分比为0.5wt%~5wt%、聚乙烯醇0.2wt%~

0.5wt%浓度配置的碳化硅纳米纤维水浆料。

10.根据权利要求2所述的一种低温反应烧结碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所述(5)中,高温炉中以900‑1600℃烧结0.5‑2小时获得碳化硅陶瓷膜。