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专利号: 2022101280659
申请人: 洛阳理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于具体包括以下步骤:(1)将碳源和硅源以碳硅摩尔比为(0.5~20):1混合,采用一定的成型方法和造孔工艺制得多孔前驱体;

所述的碳源为碳粉、活性炭、石油焦、沥青、煤粉、生物质碳、淀粉、饱和葡萄糖溶液中的一种或多种混合;

所述的硅源为硅粉、硅溶胶,正硅酸乙酯、石英砂、白炭黑、聚硅氧烷、生物质硅中的一种或多种混合;

(2)将多孔前驱体置于微波烧结炉中在600℃~1800℃进行微波烧结,制得网络状碳化硅纤维;微波烧结时保温时间为0h~10h。

2.根据权利要求1所述的网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于步骤(1)中的成型方式包括但不限于干压成型,等静压成型,胶态成型,挤出成型,可塑成型,浇注成型;造孔工艺包括但不限于发泡法、固态造孔剂法,乳状液模板法,有机泡沫浸渍法,冷冻干燥法;

步骤(2)中微波烧结的加热频率为915MHz和2450MHz,微波输入功率增加速度为0.01KW KW/min~5KW/min。

3.根据权利要求1所述的网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将硅源和碳源混合均匀形成混合粉体,以占混合粉体质量60%的水为分散介质,以占水体积2倍的正辛烷为有机物分散相,以正辛烷质量十五分之一的吐温80为乳化剂,以四/

甲基氢氧化铵为分散剂,以丙烯酰胺为单体,以N,N ‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以N,N,/ /

N,N‑四甲基乙二胺为催化剂;将上述材料置于球磨罐中进行球磨,将球磨后的浆料置于搅拌桶中搅拌,同时加入过硫酸氨为引发剂;搅拌均匀后注入模具,浆料快速固化成型,24h后脱模,脱模后的坯体置于电热鼓风干燥箱中于100℃保温20h得到多孔前驱体;

(2)将多孔前驱体置于微波烧结炉中以0.05kw/min的速率提高输入功率,将试样升温至1200℃,保温20min,制得网络状碳化硅纤维。

4.根据权利要求3所述的网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于分散剂、单体、交联剂、催化剂、引发剂的加入质量分别占混合粉体质量的0.6%、8%、0.8%、0.3%、6%。

5.根据权利要求1所述的网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于包括以下步骤:将硅源和碳源通过机械搅拌,使二者混合均匀后,置于冷冻干燥机中进行冷冻成型,并经减压干燥后得到多孔前驱体;将多孔前驱体置于微波烧结炉中以0.5kw/min的速率提高输入功率,将试样升温至1500℃,保温5min~10min,制得网络状碳化硅纤维。

6.根据权利要求5所述的网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于以中位径为20μm的石英砂粉体为硅源,饱和葡萄糖溶液为碳源,碳硅摩尔比为10:1。

7.根据权利要求1所述的网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于包括以下步骤:将硅源和碳源通过机械搅拌混合,待碳粉分散均匀后,加入发泡剂,继续搅拌30min,使浆料充分发泡后,加入固化剂,搅拌10min后将浆料浇注在模具中;经脱模干燥后得到多孔前驱体,将多孔前驱体置于微波烧结炉中以0.05kw/min~0.1kw/min的速率提高输入功率,将试样升温至1000℃~1400℃,保温10min~30min,制得网络状碳化硅纤维。

8.根据权利要求7所述的网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于选用质量分数为

30%的碱性硅溶胶为硅源,碳粉或淀粉为碳源,碳硅摩尔比为(3~12):1;发泡剂选用十二烷基硫酸三乙醇胺或十二烷基硫酸钠,其中,十二烷基硫酸三乙醇胺的加入质量占碱性硅溶胶质量的5%,十二烷基硫酸钠的加入质量占碱性硅溶胶质量的10%;固化剂选用质量分数为20%的氯化铵水溶液,其加入质量为碱性硅溶胶质量的8%~12%。

9.根据权利要求1所述的网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于包括以下步骤:将硅源和碳源加入混撵机,然后加入造孔剂和结合剂,混撵30min后,利用等静压机或干压成型机压制得到坯体;将坯体在微波烧结炉中以0.2kw/min~0.4kw/min的速率提高输入功率,将试样升温至800℃~1200℃,保温20min~30min,制得网络状碳化硅纤维。

10.根据权利要求9所述的网络状碳化硅纤维的制备方法,其特征在于硅源选用石英砂粉体,碳源选用煤粉或活性炭粉或稻壳粉,碳硅摩尔比为(4~20):1,造孔剂选用聚苯乙烯球,结合剂选用聚乙烯醇水溶液或羧甲基纤维素钠水溶液,结合剂的加入质量为混合粉体质量的6%~10%。