利用酚醛环氧树脂凝胶注模制备反应烧结碳化硅的方法
摘要文本
本发明公开了一种利用酚醛环氧树脂凝胶注模成型制备反应烧结碳化硅的方法，属于陶瓷制备技术领域。酚醛环氧树脂在碳化后形成的不定型碳与渗入的硅反应生成β‑SiC，新生成的β‑SiC与坯体中初始α‑SiC连接形成SiC骨架网络结构使得材料具备优异的力学性能。使用胺类固化剂对环氧基的固化速度明显快于酚醛树脂，更短的固化时间使得体系中固体的沉降效应大大减弱，该技术路线相较于传统凝胶注模工艺制备的反应烧结碳化硅结构更加均匀。本发明中总碳密度1.05‑1.16g/cm3，密度2.93‑3.01g/cm3，弯曲强度为459.1±10.9MPa，断裂韧性为4.35±0.13MPa·m1/2。本发明中使用的试剂毒性极低，制备过程简单高效，成本低廉，适合大规模工业化生产。
申请人信息
- 申请人:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司
- 申请人地址:471039 河南省洛阳市涧西区西苑路43号
- 发明人: 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 利用酚醛环氧树脂凝胶注模制备反应烧结碳化硅的方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311568443.6 |
| 申请日 | 2023/11/23 |
| 公告号 | CN117550898A |
| 公开日 | 2024/2/13 |
| IPC主分类号 | C04B35/573 |
| 权利人 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 |
| 发明人 | 郑翰; 吴吉光; 相宇博; 马昭阳; 曹会彦; 张新华; 凌厦厦; 李杰; 万龙刚; 轩宇昂 |
| 地址 | 河南省洛阳市涧西区西苑路43号 |
专利主权项内容
1.一种利用酚醛环氧树脂凝胶注模制备反应烧结碳化硅的方法，其特征在于：包含包括浆料搅拌，真空消泡，固化成型，干燥，坯体碳化，渗硅烧结；所述浆料搅拌是称取酚醛环氧树脂和乙二醇二缩水甘油醚，机械搅拌得到混合充分的预混液，然后称取碳化硅粉、纳米炭黑粉、四甲基氢氧化铵和环氧固化剂混合得到固液混合物，将固液混合物加入到预混液中球磨2h-10h，得到混合均匀的陶瓷浆料；所述真空消泡是将陶瓷浆料在真空度为100Pa以下的环境中消泡处理0.5h-1h，得到内部无气泡的陶瓷浆料；所述固化成型是将经过真空除气后的混合浆料倒入硅胶模具中，20-60℃预固化处理5min-20min，脱模后再在180℃的环境中进行5-10h的固化处理，得到陶瓷素坯；酚醛环氧树脂固化后形成三维多孔网络结构将SiC陶瓷颗粒连接在一起，构成坯体的骨架结构；将陶瓷素坯放入管式炉中进行碳化处理，酚醛环氧树脂在碳化后进行渗硅烧结即醛环氧树脂在碳化后形成的不定型碳与渗入的硅反应生成β-SiC，新生成的β-SiC与坯体中初始α-SiC连接形成SiC骨架网络结构使得材料具备优异的力学性能。