SiC多孔预制体的定向冷冻干燥制备工艺研究

摘要

通过定向冷冻、冷冻干燥和高温烧结制备了具有定向层状孔隙的SiC多孔预制体,研究了浆料球磨时间、SiC粉料粒径、定向冷冻时间和冷冻干燥过程对预制体制备工艺的影响,确定了合适的定向冷冻干燥制备工艺。结果表明:SiC粉料在液相中充分地分散、润湿和形成水化膜后可以获得性能稳定的浆料,三种SiC粉料(初始粒径1. 8μm、9. 0μm和17. 4μm)的球磨时间应分别大于12 h、14 h和20 h;定向冷冻过程中冰晶的生长和陶瓷颗粒的重排与SiC颗粒大小有着密切的关系,采用粒径1. 8μm粉料制备的预制体中层状孔隙定向性和连通性最好;固相含量较低的浆料要采用较长的冷冻时间;虽然冷冻干燥温度较高时失重速率较高,但低温更有利于保持冰晶形貌,因此可选用定向冷冻温度作为冷冻干燥温度,冷冻干燥时间应不少于24 h。