一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法与流程

本申请涉及碳化硅陶瓷薄板制备的领域，尤其是涉及一种厚度可调无压碳化硅陶瓷。

背景技术：

1、碳化硅陶瓷具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数等，热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料，高温强度能够维持到1600℃左右，是陶瓷材料中高温强度最好的材料，其制品在航天、航空、汽车、化工等领域应用十分广泛。

2、凝胶注模成型是制备无压碳化硅陶瓷薄板的最佳实验方案，凝胶注模成型目前用于制造各种行业相近的结构陶瓷零件，凝胶注模成型的浆料在模具中铸造后开始凝胶，形成均匀的湿铸件，目前凝胶注模制备结构陶瓷薄板的主要方法依旧是将缓和均匀的浆料倒入模具中，但是该方法难以保证陶瓷薄板的均匀性，且产品在后续干燥过程中容易出现均匀性较差，胚体开裂等现象，故有待改善。

技术实现思路

1、为了提升碳化硅陶瓷薄板的产品稳定性，本申请提供一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法。

2、本申请提供的一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法采用如下的技术方案：

3、一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，包括如下步骤：

4、s1、制备凝胶注模成型浆料：将单体、交联剂、分散剂、ph调节剂、超纯水与碳化硅粉体混合得到预混液，将预混液进行搅拌，得到凝胶注模成型浆料；

5、s2、制备陶瓷坯体：在上述制备的凝胶注模成型浆料中加入催化剂，进行真空除泡，随后加入引发剂，得到陶瓷预制浆料，将陶瓷预制浆料经过刮板设备进行制备，得到陶瓷坯体；

6、s3、制备碳化硅陶瓷薄板：将上述得到的陶瓷坯体进行固化，固化后干燥，得到碳化硅陶瓷薄板。

7、通过采用上述技术方案，采用上述方法制备得到的碳化硅陶瓷薄板，综合性能得到大幅提升，能够满足工业需求，且有效减少了陶瓷薄板在干燥后出现不均匀或干燥开裂的现象的发生，进一步提升了碳化硅陶瓷薄板的产品质量。

8、作为优选，所述步骤s1中，所述单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的任意一种，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺，所述分散剂为混合分散剂，所述ph调节剂为四甲基氢氧化铵。

9、通过采用上述技术方案，采用丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺作为单体，并以n,n-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，复配分散剂得到混合分散剂，实用四甲基氢氧化铵作为ph调节剂对体系的ph值进行调节，能够进一步提升产品质量，并能够使得凝胶注模成型浆料的稳定性得到进一步提升，从而使得制备得到的碳化硅薄板的产品质量得到提升。

10、作为优选，所述单体占碳化硅粉体总质量的2-5％，所述交联剂占单体总质量的5-10％，所述分散剂占碳化硅粉体总质量的0.1-0.3％。

11、通过采用上述技术方案，控制单体、交联剂与分散剂的用量，能够进一步提升碳化硅薄板制备的产品质量。

12、作为优选，所述步骤s1中，通过所述ph调节剂将预混液的ph值调节至10-11。

13、作为优选，所述步骤s2中，所述催化剂为四甲基乙二胺，所述引发剂为过硫酸铵。

14、作为优选，所述催化剂占碳化硅粉体总量的0.1-0.5％，所述过硫酸铵为粉体总量的1-5％。

15、通过采用上述技术方案，控制催化剂与过硫酸铵的重量在上述范围内，能够进一步提升制备的碳化硅薄板的稳定性，从而提升碳化硅薄板的产品质量。

16、作为优选，所述刮板设备包括浆料台、刮刀、驱动电机、转动杆与挡板组件，所述驱动电机设置于浆料台下方，所述驱动电机的联轴器与转动杆连接，所述转动杆与浆料台连接，所述刮刀位于浆料台的上方，所述浆料台的上方安装有调节刮刀与浆料台之间距离的调节组件，所述挡板组件位于浆料台处并能够调节浆料的厚度。

17、通过采用上述技术方案，在制备陶瓷坯体时，根据需要制备的碳化硅薄板的厚度对挡板组件进行调节，随后将陶瓷预制浆料倒在浆料台处，再通过调节组件将刮刀调节至与挡板组件的高度平齐处，启动驱动电机，驱动电机带动转动杆转动，并使得浆料台转动，刮刀与浆料台处的陶瓷预制浆料上表面贴合，将多余的陶瓷预制浆料刮除并使得陶瓷预制浆料上表面平整，随后得到陶瓷坯体，进一步提升了碳化硅陶瓷薄板制备的产品质量。

18、作为优选，所述调节组件包括安装杆、伸缩杆与安装螺钉，所述浆料台上方设置有安装架，所述安装杆与安装架之间连接，所述伸缩杆套设于安装杆并与安装杆之间滑动连接，所述伸缩杆远离安装杆的一端与刮刀连接，所述安装螺钉和穿设安装杆并能够与伸缩杆之间抵紧。

19、通过采用上述技术方案，滑动伸缩杆后，调节刮刀至浆料台处的距离，从而使得刮刀与挡板组件适配，随后通过安装螺钉与伸缩杆的高度进行固定，并对陶瓷预制浆料表面进行抹平，使得陶瓷预制浆料均度得到提升，进一步提升了碳化硅陶瓷的质量。

20、作为优选，所述挡板组件包括挡板圈、固定杆、调节杆与调节螺栓，所述挡板圈的内壁与浆料台的侧壁适配，所述固定杆与浆料台连接，所述调节杆套设于固定杆并与固定杆之间滑动连接，所述调节杆与挡板圈连接，所述调节螺栓穿设固定杆并能够与调节杆相抵。

21、通过采用上述技术方案，滑动调节杆后，使得调节杆带动挡板圈上升，从而调节挡板圈的高度，以用于对制备的碳化硅陶瓷薄板的厚度进行调节，随后通过调节螺栓对调节杆进行定位，从而能够制备得到不同厚的的碳化硅陶瓷薄板，进一步提升了对不同尺寸碳化硅陶瓷薄板的制备便利性，且操作便捷。

22、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

23、1.采用凝胶注模成型的方法制备碳化硅薄板，得到的产品综合性能优良，能够满足工业需求，同时能够有效提升制备得到的碳化硅薄板的厚度的均匀性，并且干燥后的产品也能够保持良好的均匀性，且有效减少了坯体出现开裂等现象，进一步提升了制备得到的碳化硅陶瓷薄板的产品质量；

24、2.通过对单体、交联剂、分散剂、催化剂、引发剂等组分进行质量限定，能够进一步提升制备得到的陶瓷预制浆料的稳定性，从而提升制备得到的碳化硅陶瓷薄板的产品质量；

25、3.使用刮板设备对陶瓷预制浆料进行刮除，从而能够提升陶瓷薄板整体的均度，并且能够根据工业需求制备得到不同厚度尺寸的碳化硅陶瓷薄板，进一步提升了制备陶瓷薄板的实用性。

技术特征：

1.一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的任意一种，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺，所述分散剂为混合分散剂，所述ph调节剂为四甲基氢氧化铵。

3.根据权利要求2所述的一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：所述单体占碳化硅粉体总质量的2-5%，所述交联剂占单体总质量的5-10%，所述分散剂占碳化硅粉体总质量的0.1-0.3%。

4.根据权利要求2所述的一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，通过所述ph调节剂将预混液的ph值调节至10-11。

5.根据权利要求1所述的一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，所述催化剂为四甲基乙二胺，所述引发剂为过硫酸铵。

6.根据权利要求5所述的一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：所述催化剂占碳化硅粉体总量的0.1-0.5%，所述过硫酸铵为粉体总量的1-5%。

7.根据权利要求1所述的一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：所述刮板设备(1)包括浆料台(11)、刮刀(12)、驱动电机(13)、转动杆(14)与挡板组件(15)，所述驱动电机(13)设置于浆料台(11)下方，所述驱动电机(13)的联轴器与转动杆(14)连接，所述转动杆(14)与浆料台(11)连接，所述刮刀(12)位于浆料台(11)的上方，所述浆料台(11)的上方安装有调节刮刀(12)与浆料台(11)之间距离的调节组件(3)，所述挡板组件(15)位于浆料台(11)处并能够调节浆料的厚度。

8.根据权利要求7所述的一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：所述调节组件(3)包括安装杆(31)、伸缩杆(32)与安装螺钉(33)，所述浆料台(11)上方设置有安装架(2)，所述安装杆(31)与安装架(2)之间连接，所述伸缩杆(32)套设于安装杆(31)并与安装杆(31)之间滑动连接，所述伸缩杆(32)远离安装杆(31)的一端与刮刀(12)连接，所述安装螺钉(33)和穿设安装杆(31)并能够与伸缩杆(32)之间抵紧。

9.根据权利要求1所述的一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：所述挡板组件(15)包括挡板圈(151)、固定杆(152)、调节杆(153)与调节螺栓(154)，所述挡板圈(151)的内壁与浆料台(11)的侧壁适配，所述固定杆(152)与浆料台(11)连接，所述调节杆(153)套设于固定杆(152)并与固定杆(152)之间滑动连接，所述调节杆(153)与挡板圈(151)连接，所述调节螺栓(154)穿设固定杆(152)并能够与调节杆(153)相抵。

技术总结本申请涉及一种厚度可调无压碳化硅陶瓷薄板的制备方法，其包括如下步骤：S1、制备凝胶注模成型浆料：将单体、交联剂、分散剂、pH调节剂、超纯水与碳化硅粉体混合得到预混液，将预混液进行搅拌，得到凝胶注模成型浆料；S2、制备陶瓷坯体：在上述制备的凝胶注模成型浆料中加入催化剂，进行真空除泡，随后加入引发剂，得到陶瓷预制浆料，将陶瓷预制浆料经过刮板设备进行制备，得到陶瓷坯体；S3、制备碳化硅陶瓷薄板：将上述得到的陶瓷坯体进行固化，固化后干燥，得到碳化硅陶瓷薄板。本申请具有提升制备的碳化硅的产品质量的效果。技术研发人员：王震,方仁德受保护的技术使用者：江苏三责新材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5