什麼是滲矽法碳化矽陶瓷

什麼是滲矽法碳化矽陶瓷
多孔碳化矽陶瓷具有低密度、高強度、高耐腐蝕性和良好的耐熱衝擊能力,已廣泛應用於高溫流體篩檢程式件、觸媒催化載體、分離膜等工業領域。多孔SiC的製備方法主要有粉末燒結法、發泡法、冷凍-鑄造法、有機泡沫浸漬法等。近年來,利用天然生物範本製備多孔陶瓷材料受到廣泛的關注。木材是天然形成的具有各向異性結構的複合材料,其管胞沿軸向的優先取向為利用各種滲入技術將木材轉變為具有所需結構和功能的無機材料提供了可能,可以用作範本製成具有類似木材結構的新穎多孔陶瓷。

在高溫下將含有Si的液相或氣相前驅體,如熔融Si、SiO2溶膠、Si蒸氣和氣相SiO滲入到木炭範本中,經高溫反應形成多孔SiC陶瓷。氣相滲矽反應法需要較高的溫度和較長的反應時間,而溶膠浸漬/碳熱還原法制備的材料強度較低。與這些製備方法相比,液相矽反應滲入法是一種低成本、快速製備生物形態多孔SiC陶瓷的方法,其優點是可以獲得低密度的Si/SiC複合材料,力學性能較好,可實現淨尺寸成型。

液相滲矽法制備多孔Si/SiC生物形態陶瓷
櫸木經高溫熱解轉化為生物碳範本,經液相滲矽反應(LSIP),在1 550℃、滲矽1.5 h、1 700℃抽真空排矽製備了保持木材微觀結構的多孔Si/SiC生態陶瓷。利用X射線衍射分析(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)及壓汞技術對樣品的物相構成、顯微結構和孔徑分佈進行了測試分析。利用阿基米德法和三點彎曲法測定了多孔陶瓷的氣孔率、密度和彎曲強度。結果表明,最終產物由主晶相β-SiC和少量Si組成,控制高溫排矽時間可以得到孔隙率為16%~32%的多孔Si/SiC生態陶瓷,可調控其產物的相組成和力學性能。對LSIP工藝的反應機理進行了探討。多孔碳化矽陶瓷具有低密度、高強度、高耐腐蝕性和良好的耐熱衝擊能力,已廣泛應用於高溫流體篩檢程式件、觸媒催化載體、分離膜等工業領域。多孔SiC的製備方法主要有粉末燒結法、發泡法、冷凍-鑄造法、有機泡沫浸漬法等。近年來,利用天然生物範本製備多孔陶瓷材。