什么是滲硅法碳化硅陶瓷
多孔碳化硅陶瓷具有低密度、高強度、高耐腐蝕性和良好的耐熱沖擊能力,已廣泛應用于高溫流體過濾器件、觸媒催化載體、分離膜等工業領域。多孔SiC的制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,利用天然生物模板制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復合材料,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,可以用作模板制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滲入到木炭模板中,經高溫反應形成多孔SiC陶瓷。氣相滲硅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。與這些制備方法相比,液相硅反應滲入法是一種低成本、快速制備生物形態多孔SiC陶瓷的方法,其優點是可以獲得低密度的Si/SiC復合材料,力學性能較好,可實現凈尺寸成型。

液相滲硅法制備多孔Si/SiC生物形態陶瓷
櫸木經高溫熱解轉化為生物碳模板,經液相滲硅反應(LSIP),在1 550℃、滲硅1.5 h、1 700℃抽真空排硅制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、顯微結構和孔徑分布進行了測試分析。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,控制高溫排硅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。多孔碳化硅陶瓷具有低密度、高強度、高耐腐蝕性和良好的耐熱沖擊能力,已廣泛應用于高溫流體過濾器件、觸媒催化載體、分離膜等工業領域。多孔SiC的制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,利用天然生物模板制備多孔陶瓷材。