一种透波型闭孔含铍碳化硅泡沫陶瓷的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法，属于特殊功能材料 制备领域。
【背景技术】
[0002] 碳化娃泡沫陶瓷具有透波、隔热、力学性能优良等综合性能，已在航空宇航领域得 到了广泛应用，而渗杂被元素的含被碳化娃陶瓷具有比碳化娃更优异的性能，在国防军工 方面也受到了关注。含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法对其性能具有重要的影响，而含被聚 碳硅烷经高溫裂解可制备碳化娃泡沫陶瓷。
[0003] 现有的碳化娃泡沫陶瓷的制备方法有：
[0004] (1)添加造孔剂工艺。该方法的缺点是难W制取高气孔率制品，气孔分布均匀性， 对造孔剂的分散性要求比较高，在烧结后，造孔剂会留在碳化娃泡沫陶瓷中，会影响其透波 性能。 阳〇化](2)有机泡沫浸溃工艺。有机泡沫和水基浆料之间没有良好的兼容性，因此，若不 进行一定的加工过程，挂浆陶瓷巧体后有很多的有机泡沫将出现孔筋裸露、涂盖不平等缺 陷，直接影响制备出的碳化娃泡沫陶瓷的力学性能。
[0006] (3)液相渗娃法。液相/气相渗娃法是在高溫下将含有Si的液相或气相前驱体， 如烙融Si、Si〇2溶胶、Si蒸气和气相SiO,需要较高的溫度和较长的反应时间。
[0007] (4)反应烧结法。该方法需要很高的烧结溫度（2000°CW上），还需添加助烧剂，因 而影响了材料的高溫性能，限制了泡沫陶瓷材料的应用。
【发明内容】
[0008] 本发明针对现有技术存在的不足之处，提供一种透波好，隔热高，力学性能优异的 含被碳化娃透波材料W及该材料的制备方法。
[0009] 一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法：W含被聚碳硅烷粉末作为含被 碳化娃泡沫陶瓷先驱体，与多元醇，催化剂等按一定比例混合，通过电动揽拌器揽拌、超声 波震荡等方式使之充分混合均匀，再加入异氯酸醋，充分揽拌均匀后将溶液注入模具中，在 一定溫度下发泡固化，然后取出泡沫预制件，经预氧化处理后，在氮气氛围下陶瓷化。
[0010] 本发明一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法，具体包括W下步骤：
[0011] 步骤一
[0012] 按质量比，含被聚碳硅烷：多元醇：催化剂=1-2 :1-2 :0-1 ;配取含被聚碳硅烷、 多元醇、催化剂；将所配取的多元醇、催化剂混合均匀后，在揽拌状态，将配取的含被聚碳娃 烧粉末加入其中，至含被聚碳硅烷、多元醇、催化剂充分混合均匀，得到混合溶液；所述催化 剂选自二氯甲烧、聚二甲基硅氧烷重的至少一种； 阳01引步骤二
[0014] 按质量比，异氯酸醋：含被聚碳硅烷=1-2:1-2 ;将异氯酸醋加入步骤一所得混合 溶液中，揽拌均匀，得到含异氯酸醋的混合溶液； 阳01引步骤S
[0016] 将步骤二所得含异氯酸醋的混合溶液注入到壁面涂有脱模剂的模具中，密封4~ 5h，获得先驱体泡沫；
[0017] 步骤四
[0018] 在180-250°C，对步骤Ξ所得先驱体泡沫进行预氧化处理；得到预氧化处理后的 先驱体泡沫；
[0019] 步骤五
[0020] 在保护气氛下，于800-1500°C，对步骤四所得预氧化处理后的先驱体泡沫进行陶 瓷化处理，得到透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷。
[0021] 本发明一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法，步骤一中所述含被聚碳 硅烷的粒径小于等于0. 065毫米，优选为0. 02-0. 05毫米，进一步优选为0. 035-0. 04毫米。
[0022] 本发明一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法，步骤一中所述含 被聚碳硅烷中，被的质量百分含量为0. 05-0. 2%，优选为0. 1-0. 15%，进一步优选为 0. 12-0. 15%。
[0023] 本发明一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法，步骤一中所述含被聚碳 硅烷是通过乙酷丙酬被与聚碳硅烷反应得到的，所述聚碳硅烷的数均分子量在2200W下， 优选为1500-2200,进一步优选为1800-2100,所述聚碳硅烷的支链上有Si-H键。
[0024] 本发明所述异氯酸醋为甲苯二异氯酸醋。
[00巧]本发明所述多元醇选自聚氧化丙締二醇（ppg)、聚四氨巧喃（PTMEG)、聚己内脂二 醇（P化）中的至少一种。所述多元醇的分子量为1500-2000。
[0026] 本发明所述脱模剂为甲基硅油。
[0027] 本发明一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法，将步骤二所得含异氯酸 醋的混合溶液注入到壁面涂有脱模剂的模具中，在室溫下，密封4~化，获得先驱体泡沫。
[0028] 本发明一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法，步骤四中，在空气气氛 下，于180-250°C，对步骤Ξ所得先驱体泡沫进行预氧化处理2-4小时。
[0029] 本发明一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法，步骤五中，在保护气氛 下，Wl-10°c/min的加热速率升溫至800-1500°C，并保溫1-5小时，得到透波型闭孔含被 碳化娃泡沫陶瓷。
[0030] 本发明一种透波型闭孔含被碳化娃泡沫陶瓷的制备方法，所述保护气氛由氮气、 氣气、氮气中的至少一种构成。
[0031] 原理和优势
[0032] 本发明是利用W含被聚碳硅烷粉末作为含被碳化娃泡沫陶瓷先驱体，与多元醇， 催化剂等按一定比例混合，在室溫下进行发泡，将所得的先驱体进行预氧化处理和烧结后， 得到含被碳化娃陶瓷。本发明主要有W下优势：
[0033] (a)通过先驱体转化法将含被聚碳硅烷转化为含被碳化娃陶瓷，解决了粉末烧结 所带来的各向异性问题，从而降低了陶瓷的介电损耗；
[0034] 化）通过先驱体转化法制备含被碳化娃陶瓷，烧结溫度低，大大降低了其能耗，减 少了生产成本；
[0035] (c)通过发泡法制备的含被碳化娃陶瓷透波、力学性能和隔热性能较好；（d)通过 发泡法制备先驱体，操作简单，效率高，容易实现大批量生产。由于被元素的添加和含被聚 碳硅烷的本身特性，使得陶瓷化后的碳化娃泡沫近乎绝缘，表面光滑闭孔的含被碳化娃陶 瓷使得其抗压与隔热效果良好，从而扩大了泡沫陶瓷在国防军工方面的应用范围。
[0036] 总之，本发明制备的含被碳化娃陶瓷，具有孔隙率高且闭孔率高、空隙分布均匀、 成分单一、透波性能优良、隔热性能优越等优势。
【具体实施方式】
[0037] 现结合具体实例进一步阐述本发明，本发明实例具体如下所示：
[0038] 实施例中含被聚碳硅烷是通过现有技术制备的，其所用聚碳硅烷的数均分子量在 2200W下，所述聚碳硅烷的支链上有Si-H键。 阳〇例 实施例1 阳040] 步骤一
[0041] 按质量比，含被聚碳硅烷：多元醇=1 :2 ;配取含被聚碳硅烷、多元醇，在揽拌状 态，往所配取的多元醇，加入配取的含被聚碳硅烷粉末揽拌至含被聚碳硅烷、多元醇充分混 合均匀，得到混合溶液；所述含被聚碳硅烷的粒径约为0. 06毫米，所述含被聚碳硅烷中，被 的质量百分含量为0.2%;所述多元醇为聚氧化丙締二醇（其分子量为1500-2000);所述催 化剂为二氯甲烧； 阳0创步骤二
[0043] 按质量比，异氯酸醋：含被聚碳硅烷=1 :1 ;将异氯酸醋