树脂为热固性树脂;热解后的碳与硅的反应活性要大。经试验,最终确定选用酚醛树脂和呋喃树脂。酚醛树脂:呋喃树脂2:1(重量百分比),配制:将酚醛树脂与酒精混合,加热溶解。再将呋喃树脂加入混合,并加入7固化剂。(必须严格控制两种树脂及固化剂的比例,否则无法保证热解质量)(2)聚氨酯泡沫的处理;目的:除去聚氨酯泡沫孔筋间的隔膜,处理成互相贯通的气孔结构的泡沫体。聚氨酯泡沫是高聚酯类化合物,遇到强碱性氧化物时,在一定条件下发生水解反应。利用这一特性来除去泡沫孔筋间的隔膜,使泡沫孔连通,提高泡沫体的透孔率。处理方法:先用盐酸浸泡,洗涤干净后干燥,然后再用NaOH溶液浸泡并轻轻揉搓,将孔筋间的隔膜去掉后洗涤干净,干燥。(3)浆料的配制:配制好的树脂混合液与碳化硅粉(粒度为35micro)充分混合均匀,其比例为树脂混合液:碳化硅3:7(4)挂浆:将处理好的泡沫浸泡在陶瓷浆料中,待浆料充满聚氨酯泡沫的空隙后,反复挤压揉搓,使陶瓷浆料均匀地挂在泡沫的网状结构上,制成泡沫素坯。(5)固化:将浸渍好的泡沫体素坯放入烘箱升温至60℃,保温20小时,得到树脂碳化硅泡沫体。(6)树脂碳化硅泡沫体热解:将固化好的泡沫体放入真空气氛炉中,升温至1450℃,保温1小时。升温制度如下:室温200℃50分钟2001200℃8小时
f1200℃保温140分钟12001450℃25分钟1450℃保温60分钟停炉,自然冷却,出炉得到碳碳化硅泡沫体素坯。(7)碳碳化硅泡沫体素坯的渗硅:将装有硅粉的坩埚放入真空气氛炉内,把碳碳化硅泡沫素坯埋入坩埚内。真空升温到1500℃,保温50分钟;通氩气保护,再升温至1600℃,保温25小时;自然冷却至室温,得到反应烧结碳化硅陶瓷泡沫体。
3结语采用浸渍工艺,用树脂与碳化硅粉按一定比例配合制得的浆料,浸渍经过处理的聚氨酯泡沫,经固化,热解后得到碳碳化硅泡沫体素坯。其素坯具有理想的微孔大小和体积份数,微孔连通,使得浸入的硅能充满所有微孔并与碳反应转化成碳化硅,渗硅后所制备出的碳化硅泡沫陶瓷具有三维网状骨架结构。该方法制得的泡沫陶瓷其气孔率可达8090,比表面大,和流体的接触效率高。耐腐蚀性和抗热震性好,强度高,可在1600℃的高温下长期使用。可应用于冶金;高温金属的熔融过滤,催化剂载体,热交换器,汽车尾气的净化处理等。
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