[發明專利]一種常壓固相燒結碳化硅膜支撐體及其制備方法

在審

• 申請號: 201811564686.1
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109678522A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 黃政仁;吳海波;楊麗慧;劉學建;陳忠明;姚秀敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/577
• 分類號: C04B35/577;C04B35/622;C04B38/00;B01D46/54
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種碳化硅膜支撐體的制備方法，其特征在于，包括：

將亞微米級碳化硅粉或納米級碳化硅粉中的一種、微米級碳化硅粉、碳粉、燒結助劑和有機粘結劑混合，得到混合粉體，所述亞微米級碳化硅粉或納米級碳化硅粉中的一種和微米級碳化硅粉的質量比為1：（3～40），優選為1：（3～25）；

在所得混合粉體中加入塑化劑、潤滑劑和水混煉后，得到水基碳化硅泥料；

將所得水基碳化硅泥料進行擠出成型并干燥，再升溫至1750℃～2200℃燒結，得到所述碳化硅膜支撐體。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述微米級碳化硅粉的中位粒徑為1.0～100μm；所述亞微米級碳化硅粉的中位粒徑為0.1～1.0μm；所述納米級碳化硅粉的中位粒徑≥5 nm且＜100 nm。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述燒結助劑為碳化硼粉或/和硼粉，加入量為亞微米級碳化硅粉或納米級碳化硅粉中的一種和微米級碳化硅粉總質量的0.1 wt.% ～3.0 wt.%。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述碳粉的加入量為亞微米級碳化硅粉或納米級碳化硅粉中的一種和微米級碳化硅粉總質量的0.5 wt.% ～7wt.%。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述粘結劑選自聚乙烯醇，羥甲基纖維素和淀粉中的至少一種，加入量為亞微米級碳化硅粉或納米級碳化硅粉中的一種和微米級碳化硅粉總質量的1～15wt.%。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述塑化劑選自鄰苯甲酸二乙酯、脂肪醇二元酸脂和聚乙二醇中的至少一種，加入量為混合粉體總質量的1wt.%～15wt.%；所述潤滑劑選自硬脂酞胺、聚乙烯蠟和乳化石蠟中的至少一種，加入量為混合粉體總質量的0.5 wt.%～5wt.%；所述水的加入量為混合粉體總質量的5wt.%～25 wt.%。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述燒結的氣氛為惰性氣氛，優選為氬氣；所述燒結的時間為0.5～3小時。

8.一種根據權利要求1-7中任一項所述的制備方法制備的碳化硅膜支撐體，其特征在于，所述碳化硅膜支撐體的孔隙率為25%～45%，孔徑為0.1μm～20μm。

9.根據權利要求8所述的碳化硅膜支撐體，其特征在于，所述碳化硅膜支撐體的常溫（20℃）下的三點抗彎強度不低于60MPa，在1000℃下的三點抗彎強度不低于50MPa。

10.根據權利要求8或9所述的碳化硅膜支撐體，其特征在于，所述碳化硅膜支撐體在10wt%、100℃的H₂SO₄水溶液中腐蝕12小時失重不超過1wt.%，在1wt%、100℃的NaOH水溶液中腐蝕12小時失重不超過1wt.%。