造孔剂对多孔碳化硅陶瓷制备工艺和抗弯强度的影响

研究了造孔剂石墨和淀粉对多孔碳化硅陶瓷制备工艺和抗弯强度的影响。结果表明:石墨中含有碳和SiO2等成分,碳在高温烧结过程中因氧化而排出,较好地保留了气孔,SiO2补充了烧结助剂,降低了烧结温度;而淀粉在烧结过程中氧化完全,烧结温度偏高;将质量分数分别为70%的碳化硅、20%的石墨和10%的烧结助剂混合成型后,在空气中于1 270℃烧结2h可制备出开孔率为43.8%、抗弯强度为19.6MPa的多孔碳化硅陶瓷。

燃烧合成多孔碳化硅陶瓷基复合材料

采用燃烧合成技术制备多孔碳化硅基复合材料。利用Si、C、Ti体系的放热反应得到SiC/TiC复相陶瓷,其中Ti+C含量要大于25％,否则燃烧反应无法完全进行。燃烧合成产物中含有α—SiC、β-SiC、TiC和少量Si。所研究体系的产物致密度为理论密度的45％～64％。对燃烧合成产物进行了XRD相分析和SEM断口形貌分析。

多孔碳化硅陶瓷上镍铁氧体涂层的制备与性能

以Ni(NO3)2和Fe(NO3)3、丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为原料,采用高分子凝胶法在多孔碳化硅陶瓷表面包覆了镍铁氧体涂层.着重研究了包覆涂层的表面形貌、复合材料的晶相及电磁性能.结果表明,当煅烧温度为600℃时,在多孔陶瓷表面有立方晶系尖晶石结构的NiFe2O4晶相生成.随着煅烧温度的升高,多孔陶瓷表面形成的镍铁氧体晶体晶型趋向完整.涂层完整、致密、均匀.多孔碳化硅陶瓷为介电损耗材料,孔径为1.3mm的多孔碳化硅陶瓷基体的电磁性能优于孔径为1.0mm的多孔碳化硅陶瓷.包覆镍铁氧体涂层的多孔碳化硅陶瓷表现出较好的磁损耗特性,复磁导率的虚部最大值可达0.4.

电致发热多孔碳化硅陶瓷的绝缘涂层

以异丙醇铝｛Al[OCH(CH3)2]3｝为原料,用溶胶-凝胶法制备氧化铝(Al2O3)溶胶,然后再以碳化硅(SiC)多孔陶瓷为基体,用浸渍提拉法对陶瓷进行涂层,涂覆完成后进行热处理即可在陶瓷表面和孔隙内部形成致密的Al2O3涂层。当涂层后的陶瓷用作电加热元件时,就可以达到陶瓷和流体绝缘的目的。从扫描电镜照片可以看出:在陶瓷表面及其孔隙内部确实涂覆了Al2O3涂层。Al2O3具有高电阻系数、高介电常数,抗氧化、耐腐蚀性等优异性能,所以,涂层后陶瓷的电阻率明显增加,可以弥补电致发热过程可能引起危险性的缺陷。Al2O3的涂覆也很好地改善了陶瓷成分SiC的氧化问题。结果表明:涂层中Al2O3的质量分数(下同)为43.1%,二氧化硅(SiO2)为38.8%,硅(Si)为18.1%。Al2O3是涂层物质的主要成分,SiO2有两种来源,一是作为基体的多孔陶瓷在渗硅过程中的剩余硅在陶瓷冷却过程中氧化生成存留于陶瓷中;二是陶瓷中的剩余硅在涂层的热处理过程中再次氧化形成。所以SiO2的含量相对较高,其中的硅显然就是陶瓷中的残留硅。

预氧化对多孔碳化硅陶瓷抗氧化及抗热震性的影响

考察了多孔碳化硅陶瓷的抗氧化性及抗热震性,探讨了不同制造工艺对多孔碳化硅陶瓷抗氧化性及抗热震性的影响。研究了SiC陶瓷在热处理过程中SiC颗粒表面氧化形成的SiO_2在不同热处理温度的状态变化及其对试样抗热震性的影响。

多孔碳化硅陶瓷的原位氧化反应制备及其性能(英文)

以SiC为陶瓷骨料,Al2O3作为添加剂,通过原位氧化反应制备了SiC多孔陶瓷,并对其氧化反应特性及性能进行了研究。结果表明:在1 300～1 500℃,随烧结温度的升高,SiC的氧化程度增加,SiC多孔陶瓷的强度逐渐增加,但开口孔隙率有所降低。莫来石相在1 500℃开始生成。当烧结温度升高到1 550℃时,莫来石大量生成,得到了孔结构相互贯通且颈部发育良好的莫来石结合SiC多孔陶瓷;由于在SiC颗粒表面上覆盖了致密的莫来石层,SiC的氧化受到抑制,开口孔隙率因而升高,SiC多孔陶瓷的强度因莫来石的大量生成而增加。由平均粒径为5.0μm的SiC,并添加20%(质量分数)Al2O3,经1 550℃烧结2 h制备的SiC多孔陶瓷具有良好的性能,其抗弯强度为158.7 MPa、开口孔隙率为27.7%。

碳化硅多孔陶瓷制备技术研究进展

分别对碳化硅多孔陶瓷的主要制备方法进行了阐述,分析了这些制备方法的主要优缺点,并指出将来的研究重点应是高性能碳化硅多孔陶瓷的低成本制备技术及其应用领域的进一步拓展。另外,各种制备工艺条件同碳化硅多孔陶瓷性能之间的内在联系研究也应该进一步深化。

碳化硅多孔陶瓷气孔率和强度影响因素

研究了陶瓷粘结剂含量、碳化硅颗粒粒径以及烧结温度对高温气体过滤用碳化硅多孔陶瓷抗弯强度和气孔率的影响.利用X射线衍射测试了多孔陶瓷烧结后的物相组成.陶瓷粘结剂含量的增加使碳化硅多孔陶瓷的气孔率快速下降,在陶瓷粘结剂含量15wt%时,碳化硅多孔陶瓷可具有较高的气孔率(37.5%)和抗弯强度(27.63MPa).随着碳化硅颗粒粒径从300μm减少到87μm,碳化硅多孔陶瓷的气孔率和抗弯强度可同时提高,气孔率从35.5%增加到了42.4%,而抗弯强度从19.92MPa增加到了25.18MPa.碳化硅多孔陶瓷的烧结温度从1300℃增加到1400℃过程中,其气孔率从38.7%迅速下降到35.4%,而其抗弯强度一直在27MPa左右,没有大幅变化,所以该多孔陶瓷的烧结温度应该选在陶瓷粘结剂熔点(1300℃)附近,不宜过高.

原位反应结合碳化硅多孔陶瓷的制备与性能

以碳化硅(SiC)和氧化铝(Al_2O_3)为起始原料、石墨为造孔剂,通过原位反应结合工艺制备SiC多孔陶瓷．XRD分析表明多孔陶瓷的主相是SiC,结合相是莫来石与方石英；SEM观察到多孔陶瓷具有相互连通的开孔结构．坯体在烧结前后具有很小的尺寸变化,线收缩率约在±1．5％内．多孔陶瓷的开口孔隙率随烧结温度和成型压力的增大而减小,随石墨加入量的增加而增大；而体密度具有相反的变化趋势．随着石墨粒径的增大,多孔陶瓷的孔径分布呈现双峰分布．抗弯强度随烧结温度和成型压力的增大而增大,随石墨加入量的增大而减小．于1450℃保温4h烧成的样品在0～800℃的平均热膨胀系数为6．4×10^(-6)/K．多孔陶瓷还表现出良好的透气性、抗高温氧化和耐酸腐蚀性,但耐碱腐蚀性相对较差．

不同铝源制备莫来石结合碳化硅多孔陶瓷及性能研究

以碳化硅(SiC)和不同铝源(多孔Al2O3/纳米Al2O3/Al(OH)3)为起始原料,通过原位反应结合工艺制备莫来石结合碳化硅多孔陶瓷。主要研究了不同铝源及温度对多孔陶瓷抗弯强度、气孔率、线性伸缩率等性能的影响,并采用XRD和SEM分析表征了样品的物相组成与断面形貌。结果表明:以多孔Al2O3为铝源,在1450℃下保温3h制备的碳化硅多孔陶瓷的综合性能最优,其强度为58 MPa,气孔率为41.9%;烧结温度对3种铝源所制备的多孔陶瓷具有相同的影响,随着温度的升高,强度逐渐升高,气孔率逐渐降低,线性收缩率逐渐增大。

碳纤维长度以及添加量对碳化硅网状多孔陶瓷性能的影响

为提高有机泡沫浸渍法制备的碳化硅网状多孔陶瓷的抗折强度,采用碳纤维对碳化硅网状多孔陶瓷进行增强。研究了添加剂和碳纤维对碳化硅陶瓷浆料流变性能和触变性能的影响以及碳纤维长度和添加量对试样微观结构、气孔率、耐压强度、抗折强度的影响。结果表明:当分散剂-FS20添加量为0.1%(质量分数),增稠剂-CMC添加量为0.1%(质量分数),粘结剂-CL添加量为0.05%(质量分数)时,碳化硅陶瓷浆料的流变性能和触变性能达到最佳,碳纤维的加入增加了浆料的粘度;另外,随着碳纤维添加量和长度的增加,试样的抗折强度呈现先增大后减小的变化趋势。当碳纤维长度为1 mm且添加量为0.75%(质量分数)时,试样抗折强度达到最大。

碳化硅多孔陶瓷表面活化改性及其吸附Pb(Ⅱ)的研究

碳化硅多孔陶瓷经过活化,然后采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对碳化硅多孔陶瓷进行表面改性处理,制备出能够有效吸附溶液中Pb(Ⅱ)的多孔陶瓷材料。通过扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对材料的微观结构进行了分析表征,FTIR结果表明硅烷偶联剂KH550成功的接枝到了碳化硅多孔陶瓷的表面。采用原子吸收分光光度计测定了吸附前后溶液中Pb(Ⅱ)浓度的变化,考察了pH值、吸附剂投加量、反应温度、反应时间以及Pb2+初始浓度等对吸附剂性能的影响。研究表明,在初始浓度10 mg/L、反应时间180 min、pH=5时吸附效率最佳,吸附率达到92%。

碳化硅多孔陶瓷的制备及研究进展

碳化硅多孔陶瓷具有抗腐蚀、抗热震性及低的热膨胀系数等特点，在冶金、化工、环保、航空、微电子等技术领域具有广泛的应用。综合阐述了制备碳化硅多孔陶瓷的主要工艺与制备过程，并对相关工艺的特点进行了分析，最后展望了碳化硅多孔陶瓷的发展趋势。

凝胶注模法制备多孔碳化硅支撑体

以大颗粒碳化硅(SiC)为陶瓷骨料,采用凝胶注模法制备支撑体生坯,原位反应烧结制备大孔径、高渗透性的多孔SiC陶瓷支撑体,主要考察了有机单体含量和烧结制度对高温气固分离用陶瓷膜支撑体性能的影响.研究结果表明:适宜的有机单体含量有助于SiC颗粒稳定分散在悬浮液中,提高烧结温度和延长保温时间均可增加SiC颗粒的氧化程度,在1 550℃时,XRD图谱显示莫来石相生成,支撑体的抗弯强度有一定程度的提高.采用凝胶注模法制备的生坯在1 550℃,保温4h烧结后具有良好的性能:抗弯强度为20.4 MPa,孔隙率为37%,平均孔径为23μm,气体渗透率为2.01×10-12 m2.

一种低热导率氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷的制备方法

申请号：CN201310004557 公开（公告）号：CN103058708A 申请（专利权）人：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 本发明涉及一种低热导率氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷的制备方法，其制备工艺为：1）将陶瓷粉体、水、分散剂和用于凝胶注模成型的单体、交联剂球磨混合得到均匀的浆料；2）在浆料中加入适量发泡剂，将浆料机械搅拌得到泡沫浆料，向泡沫浆料中依次加入适量引发剂和催化剂，并快速浇注于模具中；3）浆料固化后，脱模得到坯体，坯体先后在恒温恒湿箱和普通烘箱中干燥；4）干燥后的坯体先后在空气气氛炉内进行排胶和在氮气气氛炉内进行烧结，最终得到氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷。本发明的特点是利用发泡工艺使坯体成型后在内部保留足够的空隙，再结合硅在氮化时所产生的纤维结构，所制备的产品具有低密度和超低热导率，而且耐腐蚀性能优良，可用于节能铝电解槽外围保温材料。

液相渗硅法制备多孔Si/SiC生物形态陶瓷

榉木经高温热解转化为生物碳模板,经液相渗硅反应（LSIP）,在1 550℃、渗硅1.5 h、1 700℃抽真空排硅制备了保持木材微观结构的多孔Si/SiC生态陶瓷。利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）及压汞技术对样品的物相构成、显微结构和孔径分布进行了测试分析。利用阿基米德法和三点弯曲法测定了多孔陶瓷的气孔率、密度和弯曲强度。结果表明,最终产物由主晶相β-SiC和少量Si组成,控制高温排硅时间可以得到孔隙率为16%~32%的多孔Si/SiC生态陶瓷,可调控其产物的相组成和力学性能。对LSIP工艺的反应机理进行了探讨。

真空烧结SiC多孔陶瓷的组织与性能

以SiC为主要原料,以羧甲基纤维素(CMC)为造孔剂,分别以Al_2O_3-Y_2O_3和Al_2O_3-高岭土为烧结助剂,在1550℃真空烧结制备出孔洞均匀的SiC多孔陶瓷,研究了造孔剂和烧结助剂对其抗折强度和抗弯强度的影响.结果表明:随着造孔剂用量的增加,气孔率和线收缩率提高,抗折强度下降.对于经预氧化处理以Al_2O_3-Y_2O_3为助烧剂的样品,因发生低温液相反应烧结,其结构致密,气孔率较小,线收缩率和抗折强度较高;而在以Al_2O_3-高岭土为助烧剂的样品中发生固-固反应,其结构疏松,因而线收缩率和抗折强度较低.但是这种疏松结构有利于热应力的释放,使样品具有较高的抗热震性能.

多孔SiC陶瓷表面的超疏水改性及其对油-固体系的分离性能

以二水醋酸锌和氨水为原料,采用化学浴沉积法在平均孔径为250 nm的多孔SiC陶瓷表面构造花状ZnO微纳结构,并用正辛基三乙氧基硅烷接枝改性.考察了Zn^(2+)浓度、反应温度和反应时间对沉积在多孔陶瓷表面ZnO形貌的影响,进而考察其对多孔陶瓷表面超疏水性能的影响.对比了超疏水改性前后多孔陶瓷的表面性质及其油-固分离性能.结果表明,花状ZnO在多孔SiC陶瓷表面沉积的最佳条件是:Zn^(2+)浓度为75 mmol/L,反应温度为96℃,反应时间为3 h.此时硅烷接枝改性后多孔陶瓷表面超疏水效果最好,其表面水接触角和滚动接触角分别为173°±2.5°和2.5°±1°.在油-固分离实验中,超疏水多孔SiC陶瓷对固体炭黑具有良好的截留性能,当跨膜压差为0.25 MPa时,其稳态通量为498.3 L/(m^(2)·h).与空白样相比,通量提高了53.6%.

SiC多孔陶瓷的气孔率和强度

选用 ＳｉＣ作为骨料，长石和粘土组成的陶瓷结合剂和活性Ｃ作为成孔剂，对不同的烧成温度下ＳｉＣ多孔陶瓷的气孔率和强度进行了研究。温度的提高使ＳｉＣ多孔陶瓷的显气孔率降低，而体气孔率增大；气孔形状随陶瓷结合剂的高温性能变化而变化，１２８０℃烧成时的气孔形状多为圆形，尺寸分布较均匀；１２４０℃烧成时出现强度极大值，温度提高使固体气孔率增大而强度降低，但在大于１３００℃时，由于ＳｉＣ的高温氧化产物参与晶界相反应，局部界面结合强度大大提高，使ＳｉＣ多孔陶瓷瓷体强度异常增大。

晶硅切割废料在碳化硅及其复合材料中的应用进展

光伏产业晶硅切割废料的传统回收工艺复杂且高纯硅的分离难度大、回收率低。而将废料提纯后直接制备碳化硅及其复合材料不仅方法简单、有效避开了硅难于分离的问题,且废料利用充分、制品多样化。从利用废料制备碳化硅粉体、碳化硅致密陶瓷、碳化硅多孔陶瓷、碳化硅/氮化硅复合材料、碳化硅基高温红外发射涂料以及碳化硅颗粒增强合金等方面综述了这一方向的研究进展,并基于该领域存在的一些主要问题,对未来的研究提出了几点建议。