-SiC泡沫陶瓷及其制備方法
【專利摘要】一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。其技術(shù)方案是：將60～85wt％的α-Al2O3、5～15wt％的碳源和10～30wt％的單質(zhì)硅混合，制得混合料。將100份質(zhì)量的所述混合料、0.5～2份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨和0.1～0.6份質(zhì)量的聚羧酸鹽混合，再與20～30份或30～40份質(zhì)量的水一起攪拌，制得漿體Ⅰ或漿體Ⅱ。將聚氨酯海綿浸入到漿體Ⅰ中，浸漬后擠壓或甩漿，干燥，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體Ⅱ進行噴涂，干燥，得到泡沫陶瓷坯體。將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，依次以1.5～2.5℃/min、0.5～1℃/min和2.5～3.5℃/min的速率升溫至1300～1500℃，保溫2.5～3.5h，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。本發(fā)明制備的制品強度高、抗氧化性能好和抗熱震性能優(yōu)良。
【專利說明】—種AI2O3-SiC泡沬陶瓷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于泡沫陶瓷【技術(shù)領(lǐng)域】。尤其涉及一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)低熱值甚至超低熱值氣體穩(wěn)定燃燒的一項新型的、潔凈的、主動有效的技術(shù)，具有燃燒穩(wěn)定、燃燒速率高、可燃極限寬和污染物(特別是NOj^PCO)排放低的顯著優(yōu)點。泡沫陶瓷因其特殊的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而具有透氣性好、t匕表面積大、密度小、耐高溫和耐腐蝕等優(yōu)點，而被廣泛用于多孔介質(zhì)燃燒器。目前泡沫陶瓷的制備方法主要有有機泡沫浸潰法、添加造孔劑法、直接發(fā)泡和溶膠-凝膠法。其中，有機泡沫浸潰法以聚氨酯泡沫作為模板，通過掛漿制得泡沫陶瓷，雖工藝簡便和適用于工業(yè)化生產(chǎn)，但在高溫下骨架內(nèi)部因聚氨酯的揮發(fā)而形成中空骨架，大大降低泡沫陶瓷的強度及抗熱震性能。
[0003]為解決泡沫陶瓷的常溫強度以及熱震穩(wěn)定性能差等問題，技術(shù)人員進行了深入的研究和技術(shù)開發(fā):
[0004]如“氧化鋯質(zhì)泡沫陶瓷過濾器”(ZL200710139288)的專利技術(shù)，公開了一種以氧化鋯、氧化鋁、氧化鈣和氧化釔組成陶瓷粉末，再加入甲基纖維素、聚乙烯醇和水制備漿體，以軟質(zhì)聚氨脂泡沫塑料為載體，制備出氧化鋯質(zhì)泡沫陶瓷過濾器。氧化鋯質(zhì)泡沫陶瓷雖具有良好的高溫穩(wěn)定性和耐熱沖擊性，但其原材料成本高，且氧化鋯在高溫燒結(jié)過程中的晶型轉(zhuǎn)變弓I起體積變化而導致廢品率偏高。
[0005]又如“一種制備SiC泡沫陶瓷過濾器的方法”(CN102503520B)的專利技術(shù)，公開了一種以聚乙烯亞胺溶液進行表面活化處理的網(wǎng)狀聚氨酯泡沫塑料為載體，以糊精或糊精和硅溶膠組成的混合物為粘結(jié)劑，在以SiC為主要成分的漿體中，經(jīng)浸潰、甩漿制得坯體，并經(jīng)干燥及1400?1500°C高溫燒制成SiC泡沫陶瓷。所制備的SiC泡沫陶瓷具有力學性能好、耐熱沖擊性優(yōu)良等特點，但是其抗氧化能力低，耐高溫性能差，限制其在泡沫陶瓷燃燒器的在高溫區(qū)的應用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種強度高、抗氧化性能好和抗熱震性能優(yōu)良的Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的步驟是:
[0008]步驟一、將60?85wt%的α -Α1203>5?15wt%的碳源和10?30wt%的單質(zhì)娃混合，制得混合料。
[0009]步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、0.5?2份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.1?0.6份質(zhì)量的聚羧酸鹽和20?30份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體I。
[0010]再將100份質(zhì)量的所述固體原料、0.5?2份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.1?0.6份質(zhì)量的聚羧酸鹽和30?40份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0011]步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為5?30min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷坯體。
[0012]步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以1.5?2.50C /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以2.5?3.5°C /min的速率升溫至1300?1500°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
[0013]所述a -Al2O3的平均粒度彡45 μ m。
[0014]所述碳源為浙青粉、鱗片石墨、石墨烯納米片中的一種或兩種；浙青粉和鱗片石墨的平均粒徑< 74 μ m。
[0015]所述單質(zhì)硅的平均粒度< 45 μ m。
[0016]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下積極效果:
[0017]本發(fā)明將a -Al2O3、碳源、單質(zhì)硅、木質(zhì)素磺酸銨、聚羧酸鹽和水混合制備成漿體I和漿體II。將聚氨酯海綿浸潰于漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，干燥，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，干燥，得到泡沫陶瓷坯體。最后于埋炭氣氛下、先后以三種速率升溫至1300?1500°C，保溫，制得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。本發(fā)明是在高溫還原氣氛下，使泡沫陶瓷基體內(nèi)部的單質(zhì)硅、S1(g)與碳源的活性點以及聚氨酯泡沫分解的碳化物氣體通過固-氣、氣-氣反應原位生成SiC晶須。SiC晶須的原位生成一方面在基體中起到增強、增韌的作用，另一方面能填充基體孔洞。由于SiC晶須原位生長在基體內(nèi)部，且SiC晶須的生成對氣孔有堵塞作用，能有效避免SiC晶須與氧氣接觸，阻礙Al2O3-SiC泡沫陶瓷燃燒器在使用過程中被氧化。
[0018]本發(fā)明制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為1.90?2.25MPa ;1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為10?15次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0019]因此，本發(fā)明制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷的強度高、抗氧化性能好和高抗熱震性能優(yōu)良。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
[0021]為避免重復，現(xiàn)將本【具體實施方式】所涉及原料的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下:
[0022]a -Al2O3的平均粒度彡45 μ m ；
[0023]浙青粉和鱗片石墨的平均粒徑< 74 μ m ;
[0024]單質(zhì)硅的平均粒度< 45 μ m。
[0025]實施例1
[0026]一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。所述制備方法的步驟是:
[0027]步驟一、將70 ?75wt% 的 α _Α1203、7.5 ?1wt % 的浙青粉和 17.5 ?20wt% 的單質(zhì)娃混合，制得混合料。
[0028]步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和23?27份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體I。
[0029]再將100份質(zhì)量的所述固體原料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和34?38份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0030]步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為15?22min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷還體。
[0031]步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以1.5?2V /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以2.5?3°C /min的速率升溫至1300?1400°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
[0032]本實施例制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為2.0?2.2MPa ；1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為10?13次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0033]實施例2
[0034]一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。所述制備方法的步驟是:
[0035]步驟一、將70?75￥七％的α -Α1203>7.5?10wt%的鱗片石墨和17.5?20wt%的單質(zhì)娃混合，制得混合料。
[0036]步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和23?27份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體I。
[0037]再將100份質(zhì)量的所述固體原料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和34?38份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0038]步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為15?22min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷還體。
[0039]步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以1.5?2V /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以2.5?3°C /min的速率升溫至1300?1400°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
[0040]本實施例制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為1.9?2.18MPa ；1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為11?14次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0041]實施例3
[0042]一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。所述制備方法的步驟是:
[0043]步驟一、將70?75wt%的α-Α1203、7.5?1wt %的石墨烯納米片和17.5?20wt%的單質(zhì)娃混合,制得混合料。
[0044]步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?
0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和23?27份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體I。
[0045]再將100份質(zhì)量的所述固體原料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和34?38份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0046]步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為15?22min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷還體。
[0047]步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以1.5?2V /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以2.5?3°C /min的速率升溫至1300?1400°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
[0048]本實施例制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為2.1?2.25MPa ；1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為11?14次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0049]實施例4
[0050]一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。所述制備方法的步驟是:
[0051]步驟一、將70?75wt%的α -Α1203>3.75?5wt%的浙青粉、3.75?5wt%的鱗片石墨和17.5?20wt%的單質(zhì)娃混合,制得混合料。
[0052]步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和23?27份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體I。
[0053]再將100份質(zhì)量的所述固體原料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和34?38份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0054]步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為15?22min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷還體。
[0055]步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以1.5?2V /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以2.5?3°C /min的速率升溫至1300?1400°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
[0056]本實施例制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為1.95?2.18MPa ；1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為10?14次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0057]實施例5
[0058]一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。所述制備方法的步驟是:
[0059]步驟一、將70?75wt%的α-Α1203、3.75?5wt%的浙青粉、3.75?5wt%的石墨烯納米片和17.5?20wt%的單質(zhì)娃混合,制得混合料。
[0060]步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和23?27份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體I。
[0061]再將100份質(zhì)量的所述固體原料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和34?38份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0062]步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為15?22min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷還體。
[0063]步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以1.5?2V /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以2.5?3°C /min的速率升溫至1300?1400°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
[0064]本實施例制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為2.12?2.20MPa ；1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為10?14次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0065]實施例6
[0066]一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。所述制備方法的步驟是:
[0067]步驟一、將70?75￥七％的α-Α1203、3.75?5wt%的鱗片石墨、3.75?5wt%的石墨烯納米片和17.5?20wt%的單質(zhì)娃混合,制得混合料。
[0068]步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和23?27份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體I。
[0069]再將100份質(zhì)量的所述固體原料、I?1.5份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.2?0.4份質(zhì)量的聚羧酸鹽和34?38份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0070]步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為15?22min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷還體。
[0071]步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以1.5?2V /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以2.5?3°C /min的速率升溫至1300?1400°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
[0072]本實施例制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為2.0?2.17MPa ；1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為11?14次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0073]實施例7
[0074]一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。所述制備方法的步驟是:
[0075]步驟一、將60?70wt%的α-Al203、5?7.5wt%的浙青粉、5?7.5wt%的石墨烯納米片和20?30wt%的單質(zhì)娃混合,制得混合料。
[0076]步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、1.5?2份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.4?0.6份質(zhì)量的聚羧酸鹽和27?30份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0077]再將100份質(zhì)量的所述固體原料、1.5?2份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.4?0.6份質(zhì)量的聚羧酸鹽和38?40份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0078]步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為5?15min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷坯體。
[0079]步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以2?2.5°C /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以3?3.5°C /min的速率升溫至1400?1450°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
[0080]本實施例制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為2.03?2.20MPa ；1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為12?15次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0081]實施例8
[0082]一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷及其制備方法。所述制備方法的步驟是:
[0083]步驟一、將75 ?85wt% 的 a -Al2O3、2.5 ?3.75wt% 的浙青粉、2.5 ?3.75wt% 的石墨烯納米片和10?17.5?1:%的單質(zhì)娃混合,制得混合料。
[0084]步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、0.5?I份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.1?
0.2份質(zhì)量的聚羧酸鹽和20?23份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0085]再將100份質(zhì)量的所述固體原料、1.5?2份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.4?0.6份質(zhì)量的聚羧酸鹽和30?34份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II。
[0086]步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為22?30min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷還體。
[0087]步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以2?2.5°C /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以3?3.5°C /min的速率升溫至1450?1500°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
[0088]本實施例制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為2.00?2.16MPa ；1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為10?14次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0089]本【具體實施方式】與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下積極效果:
[0090]本【具體實施方式】將a-Al2O3、碳源、單質(zhì)硅、木質(zhì)素磺酸銨、聚羧酸鹽和水混合制備成漿體I和漿體II。將聚氨酯海綿浸潰于漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，干燥，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，干燥，得到泡沫陶瓷坯體。最后于埋炭氣氛下、先后以三種速率升溫至1300?1500°C，保溫，制得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。本【具體實施方式】是在高溫還原氣氛下，使泡沫陶瓷基體內(nèi)部的單質(zhì)硅、S1(g)與碳源的活性點以及聚氨酯泡沫分解的碳化物氣體通過固-氣、氣-氣反應原位生成SiC晶須。SiC晶須的原位生成一方面在基體中起到增強、增韌的作用，另一方面能填充基體孔洞。由于SiC晶須原位生長在基體內(nèi)部，且SiC晶須的生成對氣孔有堵塞作用，能有效避免SiC晶須與氧氣接觸，阻礙Al2O3-SiC泡沫陶瓷燃燒器在使用過程中被氧化。
[0091]本【具體實施方式】制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷，經(jīng)檢測:常溫耐壓強度為1.90?2.25MPa ;1100°C水冷循環(huán)次數(shù)為10?15次；抗氧化性能優(yōu)良。
[0092]因此，本【具體實施方式】制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷的強度高、抗氧化性能好和高抗熱震性能優(yōu)良。
【權(quán)利要求】
1.一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于所述制備方法的步驟是: 步驟一、將60?85wt%的α -Al203、5?15wt%的碳源和10?30wt%的單質(zhì)娃混合，制得混合料； 步驟二、先將100份質(zhì)量的所述混合料、0.5?2份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.1?0.6份質(zhì)量的聚羧酸鹽和20?30份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體I ; 再將100份質(zhì)量的所述固體原料、0.5?2份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸銨、0.1?0.6份質(zhì)量的聚羧酸鹽和30?40份質(zhì)量的水放入攪拌器中，攪拌20?30min，制得漿體II ； 步驟三、將聚氨酯海綿浸入到漿體I中，浸潰后擠壓或甩漿，經(jīng)90?110°C干燥12?24h，得到預處理的泡沫陶瓷坯體；再用漿體II對預處理的泡沫陶瓷坯體進行噴涂，噴涂流量為3?5L/min，噴涂時間為5?30min，然后在90?110°C下干燥12?24h，得到泡沫陶瓷坯體； 步驟四、將所述泡沫陶瓷坯體置入高溫爐內(nèi)，于埋炭氣氛下，以1.5?2.5°C /min的速率升溫至200°C，再以0.5?1°C /min的速率升溫至700°C，然后以2.5?3.5°C /min的速率升溫至1300?1500°C，保溫2.5?3.5h，再隨爐冷卻至室溫，即得Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
2.如權(quán)利要求1所述的Al2O3-SiC泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于所述C1-Al2O3的平均粒度< 45 μ m。
3.如權(quán)利要求1所述的Al2O3-SiC泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于所述碳源為浙青粉、鱗片石墨、石墨烯納米片中的一種或兩種；浙青粉和鱗片石墨的平均粒徑< 74μπι。
4.如權(quán)利要求1所述的Al2O3-SiC泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于所述單質(zhì)硅的平均粒度< 45 μ m。
5.一種Al2O3-SiC泡沫陶瓷，其特征在于所述Al2O3-SiC泡沫陶瓷是根據(jù)權(quán)利要求1?5項中任一項所述Al2O3-SiC泡沫陶瓷的制備方法所制備的Al2O3-SiC泡沫陶瓷。
【文檔編號】C04B38/08GK104402517SQ201410584404
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】李亞偉, 梁雄, 桑紹柏 申請人:武漢科技大學