一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法

技术领域

本发明涉及碳化硅陶瓷制备领域，具体说是一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法。

背景技术

碳化硅陶瓷因其具有优良的力学性能、优良的抗氧化性、高的抗磨损性以及低的摩擦系数等，而广泛应用于机械加工行业，随着科技的不断进步，碳化硅陶瓷的快速发展，碳化硅陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用。

目前碳化硅陶瓷原料结构碳化硅成分单一，制备的碳化硅陶瓷存在断裂韧性较低，即脆性较大的缺陷，从而限制了碳化硅陶瓷的应用领域范围及其使用性能，并且碳化硅原料获取途径单一，造成碳化硅陶瓷制备工艺流程难度大，并且碳化硅陶瓷制备用原料颗粒粒度直接影响碳化硅陶瓷的质量，粒度不均造成碳化硅陶瓷产品质量较差。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法，该碳化硅陶瓷制备方法包括以下步骤：

步骤一、原料处理：按碳化硅陶瓷制备各成分原料获取碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂；

步骤二、颗粒分级：采用离心设备对上述步骤一中获取的碳化硅陶瓷制备用碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒进行离心颗粒粒度分级处理，获取离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒；

步骤三、混合制浆：根据上述步骤三中获取的离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒，按碳化硅陶瓷制备的原料重量比与去离子水在制浆设备内进行颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料；

步骤四、干燥：根据上述步骤三中获取的碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料，通过干燥设备对前驱浆料入模干燥，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱；

步骤五、烧结：将上述步骤四中获取的颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱置于烧结设备中进行烧结处理，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷。

具体的，所述步骤一中碳化硅粉体颗粒的粒度为10-100μm，生物炭颗粒的粒度为20-80μm，金属粉体的粒度为20-40μm，硅粉的粒度为10-50μm，改性剂的粒度为20-60μm，所述改性剂包括1-4％的分散剂、1-2％的造孔剂、3-10％的粘接剂、2-5％的增塑剂、2-4％的活性剂和4-10％的烧结助剂；

所述分散剂采用四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、聚丙烯酸中的一种或几种；

所述造孔剂采用炭黑；

所述粘接剂采用钾长石粉体、石英砂、高岭土粉体、酚醛树脂中的一种；

所述增塑剂采用碳纤维、莫来石纤维、碳纤维编织体、纳米金刚石、纳米陶瓷晶须中的一种或几种；

所述活性剂采用硬脂酸、聚乙烯亚胺、聚乙二醇中的一种或几种；

所述烧结助剂采用AlN粉、Y

具体的，所述步骤二中碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒离心分级获得一级碳化硅粉体颗粒、二级碳化硅粉体颗粒、三级碳化硅粉体颗粒和一级生物炭颗粒、二级生物炭颗粒、三级生物炭颗粒，所述一级碳化硅粉体颗粒的粒度为10-30μm、二级碳化硅粉体颗粒的粒度为30-70μm、三级碳化硅粉体颗粒的粒度为70-100μm、一级生物炭颗粒的粒度为20-40μm、二级生物炭颗粒的粒度为40-60μm、三级生物炭颗粒的粒度为60-80μm。

具体的，所述步骤三中混合制浆包括一级颗粒制浆、二级颗粒制浆和三级颗粒制浆；

所述一级颗粒制浆将一级碳化硅粉体颗粒、一级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行一级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料，一级颗粒制浆时间为0.5-1h，一级颗粒制浆的转速600-800r/min；

所述二级颗粒制浆将二级碳化硅粉体颗粒、二级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行二级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料，二级颗粒制浆时间为1-1.5h，二级颗粒制浆的转速600-800r/min；

所述三级颗粒制浆将三级碳化硅粉体颗粒、三级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行三级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料，三级颗粒制浆时间为0.5-1h，三级颗粒制浆的转速1000-1200r/min；

具体的，所述步骤三中一级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：40-60％的一级碳化硅粉体颗粒、20-30％的一级生物炭颗粒、5-10％的金属粉体、5-15％的硅粉和4-10％的改性剂；

所述步骤三中二级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：40-60％的二级碳化硅粉体颗粒、15-25％的二级生物炭颗粒、5-10％的金属粉体、5-15％的硅粉和5-12％的改性剂；

所述步骤三中三级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：40-60％的三级碳化硅粉体颗粒、15-25％的三级生物炭颗粒、5-10％的金属粉体、10-20％的硅粉和7-15％的改性剂。

具体的，所述步骤五中干燥包括碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥、碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥和碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥，碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为110-150℃、干燥时间为0.5-1h；碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为120-160℃、干燥时间为0.5-1h；碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为130-160℃、干燥时间为1-1.5h。

具体的，所述步骤六中烧结在惰性保护气氛下进行，惰性保护气氛采用氦、氖、氩、氪和氙中的一种，所述烧结分为一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结、二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结和三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结，一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度1800-2000℃，烧结保温时间为2-4h，二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度1900-2100℃，烧结保温时间为2-4h，三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2000-2200℃，烧结保温时间为2-4.5h。

具体的，所述金属粉体采用钒、钛、钽、铪、铬、铌、锆、钼中的一种。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法采用碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂，通过改性剂中的分散剂、造孔剂、粘接剂、增塑剂、活性剂和烧结助剂，采用增塑纤维、颗粒可增韧补强碳化硅陶瓷，明显提高碳化硅陶瓷的韧性和强度，活性剂、粘接剂和分散剂可以提高碳化硅陶瓷的结构性能，碳化硅陶瓷原料中采用了生物炭颗粒作为原料，生物炭颗粒来源广、成本低、环境友好，可广泛用于石油、化工、汽车、航空航天、电子、原子能等领域，用作耐高温、耐磨损、耐腐蚀、密封、电子封装等材料，该方法工艺流程简单，具有可操作性强、重复性好的优点。

(2)本发明所述的一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法对碳化硅陶瓷制备用原料碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒进行离心颗粒粒度分级处理，获取离心分级的碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒，并根据离心分级的碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒进行分级的颗粒级配粉体碳化硅陶瓷制备，用于不同颗粒级分级碳化硅陶瓷产品的制备，且制备的碳化硅陶瓷颗粒粒度集中、均匀，从而提高了碳化硅陶瓷制备的产品质量。

附图说明

图1为本发明提供的一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明所述的一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法，该碳化硅陶瓷制备方法包括以下步骤：

步骤一、原料处理：按碳化硅陶瓷制备各成分原料获取碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂；

步骤二、颗粒分级：采用离心设备对上述步骤一中获取的碳化硅陶瓷制备用碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒进行离心颗粒粒度分级处理，获取离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒；

步骤三、混合制浆：根据上述步骤三中获取的离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒，按碳化硅陶瓷制备的原料重量比与去离子水在制浆设备内进行颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料；

步骤四、干燥：根据上述步骤三中获取的碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料，通过干燥设备对前驱浆料入模干燥，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱；

步骤五、烧结：将上述步骤四中获取的颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱置于烧结设备中进行烧结处理，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷。

具体的，所述步骤一中碳化硅粉体颗粒的粒度为10-100μm，生物炭颗粒的粒度为20-80μm，金属粉体的粒度为20-40μm，硅粉的粒度为10-50μm，改性剂的粒度为20-60μm，所述改性剂包括1-4％的分散剂、1-2％的造孔剂、3-10％的粘接剂、2-5％的增塑剂、2-4％的活性剂和4-10％的烧结助剂，优选的改性剂包括3％的分散剂、2％的造孔剂、6％的粘接剂、5％的增塑剂、3％的活性剂和6％的烧结助剂；

所述分散剂采用四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、聚丙烯酸中的一种或几种；

所述造孔剂采用炭黑；

所述粘接剂采用钾长石粉体、石英砂、高岭土粉体、酚醛树脂中的一种；

所述增塑剂采用碳纤维、莫来石纤维、碳纤维编织体、纳米金刚石、纳米陶瓷晶须中的一种或几种；

所述活性剂采用硬脂酸、聚乙烯亚胺、聚乙二醇中的一种或几种；

所述烧结助剂采用AlN粉、Y

具体的，所述步骤二中碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒离心分级获得一级碳化硅粉体颗粒、二级碳化硅粉体颗粒、三级碳化硅粉体颗粒和一级生物炭颗粒、二级生物炭颗粒、三级生物炭颗粒，所述一级碳化硅粉体颗粒的粒度为10-30μm、二级碳化硅粉体颗粒的粒度为30-70μm、三级碳化硅粉体颗粒的粒度为70-100μm、一级生物炭颗粒的粒度为20-40μm、二级生物炭颗粒的粒度为40-60μm、三级生物炭颗粒的粒度为60-80μm。

具体的，所述步骤三中混合制浆包括一级颗粒制浆、二级颗粒制浆和三级颗粒制浆；

所述一级颗粒制浆将一级碳化硅粉体颗粒、一级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行一级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料，一级颗粒制浆时间为0.5-1h，优选为0.5h，一级颗粒制浆的转速600-800r/min；

所述二级颗粒制浆将二级碳化硅粉体颗粒、二级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行二级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料，二级颗粒制浆时间为1-1.5h，优选为1.5h，二级颗粒制浆的转速600-800r/min；

所述三级颗粒制浆将三级碳化硅粉体颗粒、三级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行三级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料，三级颗粒制浆时间为0.5-1h，优选为1h，三级颗粒制浆的转速1000-1200r/min；

具体的，所述步骤三中一级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：40-60％的一级碳化硅粉体颗粒、20-30％的一级生物炭颗粒、5-10％的金属粉体、5-15％的硅粉和4-10％的改性剂，优选为48％的一级碳化硅粉体颗粒、26％的一级生物炭颗粒、7％的金属粉体、12％的硅粉和7％的改性剂；

所述步骤三中二级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：40-60％的二级碳化硅粉体颗粒、15-25％的二级生物炭颗粒、5-10％的金属粉体、5-15％的硅粉和5-12％的改性剂，优选为50％的二级碳化硅粉体颗粒、24％的二级生物炭颗粒、8％的金属粉体、10％的硅粉和8％的改性剂；

所述步骤三中三级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：40-60％的三级碳化硅粉体颗粒、15-25％的三级生物炭颗粒、5-10％的金属粉体、10-20％的硅粉和7-15％的改性剂，优选为55％的三级碳化硅粉体颗粒、16％的三级生物炭颗粒、6％的金属粉体、14％的硅粉和9％的改性剂。

具体的，所述步骤五中干燥包括碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥、碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料和碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥，碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为110-150℃，优选为130℃、干燥时间为0.5-1h，优选为1h；碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为120-160℃，优选为145℃、干燥时间为0.5-1h，优选为0.8h；碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为130-160℃，优选为150℃、干燥时间为1-1.5h，优选为1h。

具体的，所述步骤六中烧结在惰性保护气氛下进行，惰性保护气氛采用氦、氖、氩、氪和氙中的一种，所述烧结分为一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结、二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结和三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结，一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度1800-2000℃，优选为1950℃，烧结保温时间为2-4h，优选为4h，二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度1900-2100℃，优选为2000℃，烧结保温时间为2-4h，优选为3h，三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2000-2200℃，优选为2100℃，烧结保温时间为2-4.5h，优选为3.5h。

具体的，所述金属粉体采用钒、钛、钽、铪、铬、铌、锆、钼中的一种。

在使用时，首先根据颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷各成分原料获取碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂，改性剂由分散剂、造孔剂、粘接剂、增塑剂、活性剂和烧结助剂按重量比混合配制，然后采用离心设备对上述获取的碳化硅陶瓷制备用碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒进行离心颗粒粒度分级处理，获得不同粒度的一级碳化硅粉体颗粒、二级碳化硅粉体颗粒、三级碳化硅粉体颗粒和一级生物炭颗粒、二级生物炭颗粒、三级生物炭颗粒，然后根据离心分级进行碳化硅陶瓷原料分级按重量比的一级颗粒制浆、二级颗粒制浆和三级颗粒制浆，一级颗粒制浆将一级碳化硅粉体颗粒、一级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行一级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料，二级颗粒制浆将二级碳化硅粉体颗粒、二级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行二级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料，三级颗粒制浆将三级碳化硅粉体颗粒、三级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行三级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料，然后对制浆获得的碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料进行干燥得到一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱、碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥得到二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱、碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥得到三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱，最后对一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结获得一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷、二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结获得二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷、三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结获得三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷，用于不同颗粒级分级碳化硅陶瓷产品的制备，颗粒分级制备工序流程简单。

以下结合具体实施例详细说明技术方案。

实施例1：

本实施例中，一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法，该碳化硅陶瓷制备方法包括以下步骤：

步骤一、原料处理：按碳化硅陶瓷制备各成分原料获取碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂；

步骤二、颗粒分级：采用离心设备对上述步骤一中获取的碳化硅陶瓷制备用碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒进行离心颗粒粒度分级处理，获取离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒；

步骤三、混合制浆：根据上述步骤三中获取的离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒，按碳化硅陶瓷制备的原料重量比与去离子水在制浆设备内进行颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料；

步骤四、干燥：根据上述步骤三中获取的碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料，通过干燥设备对前驱浆料入模干燥，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱；

步骤五、烧结：将上述步骤四中获取的颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱置于烧结设备中进行烧结处理，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷。

具体的，所述步骤一中碳化硅粉体颗粒的粒度为10-100μm，生物炭颗粒的粒度为20-80μm，金属粉体的粒度为40μm，硅粉的粒度为50μm，改性剂的粒度为60μm，所述改性剂包括3％的分散剂、2％的造孔剂、6％的粘接剂、5％的增塑剂、3％的活性剂和6％的烧结助剂；

所述分散剂采用四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵和聚丙烯酸的混合物，四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵和聚丙烯酸的份量比为1:1:1；

所述造孔剂采用炭黑；

所述粘接剂采用钾长石粉体；

所述增塑剂采用碳纤维、莫来石纤维和纳米陶瓷晶须的混合物，碳纤维、莫来石纤维和纳米陶瓷晶须的份量比为3:2:1；

所述活性剂采用硬脂酸、聚乙烯亚胺、聚乙二醇的混合物，硬脂酸、聚乙烯亚胺、聚乙二醇的份量比为2:1:1；

所述烧结助剂采用AlN粉和碳化硼的混合物，AlN粉和碳化硼的份量比为1:1。

具体的，所述步骤二中碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒离心分级获得一级碳化硅粉体颗粒、二级碳化硅粉体颗粒、三级碳化硅粉体颗粒和一级生物炭颗粒、二级生物炭颗粒及三级生物炭颗粒，所述一级碳化硅粉体颗粒的粒度为10μm、二级碳化硅粉体颗粒的粒度为30μm、三级碳化硅粉体颗粒的粒度为70μm、一级生物炭颗粒的粒度为20μm、二级生物炭颗粒的粒度为40μm、三级生物炭颗粒的粒度为60μm。

具体的，所述步骤三中混合制浆包括一级颗粒制浆、二级颗粒制浆和三级颗粒制浆；

所述一级颗粒制浆将一级碳化硅粉体颗粒、一级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行一级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料，一级颗粒制浆时间为0.5h，一级颗粒制浆的转速800r/min；

所述二级颗粒制浆将二级碳化硅粉体颗粒、二级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行二级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料，二级颗粒制浆时间为1h，二级颗粒制浆的转速800r/min；

所述三级颗粒制浆将三级碳化硅粉体颗粒、三级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行三级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料，三级颗粒制浆时间为0.5h，三级颗粒制浆的转速1200r/min；

具体的，所述步骤三中一级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：45％的一级碳化硅粉体颗粒、30％的一级生物炭颗粒、5％的金属粉体、15％的硅粉和5％的改性剂；

所述步骤三中二级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：45％的二级碳化硅粉体颗粒、25％的二级生物炭颗粒、10％的金属粉体、14％的硅粉和6％的改性剂；

所述步骤三中三级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：48％的三级碳化硅粉体颗粒、22％的三级生物炭颗粒、5％的金属粉体、15％的硅粉和10％的改性剂。

具体的，所述步骤五中干燥包括碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥、碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥和碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥，碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为120℃、干燥时间为1h；碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为130℃、干燥时间为1h；碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为140℃、干燥时间为1.5h。

具体的，所述步骤六中烧结在惰性保护气氛下进行，惰性保护气氛采用氦、氖、氩、氪和氙中的一种，所述烧结分为一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结、二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结和三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结，一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度1850℃，烧结保温时间为3.5h，二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度1900℃，烧结保温时间为4h，三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2000℃，烧结保温时间为4h。

具体的，所述金属粉体采用铬。

实施例2：

本实施例中，一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法，该碳化硅陶瓷制备方法包括以下步骤：

步骤一、原料处理：按碳化硅陶瓷制备各成分原料获取碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂；

步骤二、颗粒分级：采用离心设备对上述步骤一中获取的碳化硅陶瓷制备用碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒进行离心颗粒粒度分级处理，获取离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒；

步骤三、混合制浆：根据上述步骤三中获取的离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒，按碳化硅陶瓷制备的原料重量比与去离子水在制浆设备内进行颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料；

步骤四、干燥：根据上述步骤三中获取的碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料，通过干燥设备对前驱浆料入模干燥，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱；

步骤五、烧结：将上述步骤四中获取的颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱置于烧结设备中进行烧结处理，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷。

具体的，所述步骤一中碳化硅粉体颗粒的粒度为15-95μm，生物炭颗粒的粒度为25-75μm，金属粉体的粒度为35μm，硅粉的粒度为40μm，改性剂的粒度为50μm，所述改性剂包括3％的分散剂、2％的造孔剂、6％的粘接剂、5％的增塑剂、3％的活性剂和6％的烧结助剂；

所述分散剂采用聚丙烯酸；

所述造孔剂采用炭黑；

所述粘接剂采用高岭土粉体；

所述增塑剂采用碳纤维、莫来石纤维和纳米金刚石的混合物，碳纤维、莫来石纤维和纳米金刚石的份量比为1:1:1；

所述活性剂采用硬脂酸和聚乙烯亚胺的混合物，硬脂酸和聚乙烯亚胺的份量比为3:1；

所述烧结助剂采用Y

具体的，所述步骤二中碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒离心分级获得一级碳化硅粉体颗粒、二级碳化硅粉体颗粒、三级碳化硅粉体颗粒和一级生物炭颗粒、二级生物炭颗粒及三级生物炭颗粒，所述一级碳化硅粉体颗粒的粒度为15μm、二级碳化硅粉体颗粒的粒度为35μm、三级碳化硅粉体颗粒的粒度为75μm、一级生物炭颗粒的粒度为25μm、二级生物炭颗粒的粒度为45μm、三级生物炭颗粒的粒度为65μm。

具体的，所述步骤三中混合制浆包括一级颗粒制浆、二级颗粒制浆和三级颗粒制浆；

所述一级颗粒制浆将一级碳化硅粉体颗粒、一级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行一级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料，一级颗粒制浆时间为0.5h，一级颗粒制浆的转速800r/min；

所述二级颗粒制浆将二级碳化硅粉体颗粒、二级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行二级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料，二级颗粒制浆时间为1.5h，二级颗粒制浆的转速600r/min；

所述三级颗粒制浆将三级碳化硅粉体颗粒、三级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行三级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料，三级颗粒制浆时间为1h，三级颗粒制浆的转速1000r/min；

具体的，所述步骤三中一级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：50％的一级碳化硅粉体颗粒、25％的一级生物炭颗粒、6％的金属粉体、12％的硅粉和7％的改性剂；

所述步骤三中二级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：50％的二级碳化硅粉体颗粒、20％的二级生物炭颗粒、8％的金属粉体、12％的硅粉和10％的改性剂；

所述步骤三中三级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：52％的三级碳化硅粉体颗粒、18％的三级生物炭颗粒、8％的金属粉体、10％的硅粉和12％的改性剂。

具体的，所述步骤五中干燥包括碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥、碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥和碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥，碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为120℃、干燥时间为1h；碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为130℃、干燥时间为1h；碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为140℃、干燥时间为1.5h。

具体的，所述步骤六中烧结在惰性保护气氛下进行，惰性保护气氛采用氦、氖、氩、氪和氙中的一种，所述烧结分为一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结、二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结和三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结，一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度1850℃，烧结保温时间为3.5h，二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2000℃，烧结保温时间为3h，三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2100℃，烧结保温时间为3h。

具体的，所述金属粉体采用钛。

实施例3：

本实施例中，一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法，该碳化硅陶瓷制备方法包括以下步骤：

步骤一、原料处理：按碳化硅陶瓷制备各成分原料获取碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂；

步骤二、颗粒分级：采用离心设备对上述步骤一中获取的碳化硅陶瓷制备用碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒进行离心颗粒粒度分级处理，获取离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒；

步骤三、混合制浆：根据上述步骤三中获取的离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒，按碳化硅陶瓷制备的原料重量比与去离子水在制浆设备内进行颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料；

步骤四、干燥：根据上述步骤三中获取的碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料，通过干燥设备对前驱浆料入模干燥，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱；

步骤五、烧结：将上述步骤四中获取的颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱置于烧结设备中进行烧结处理，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷。

具体的，所述步骤一中碳化硅粉体颗粒的粒度为20-90μm，生物炭颗粒的粒度为30-70μm，金属粉体的粒度为30μm，硅粉的粒度为30μm，改性剂的粒度为40μm，所述改性剂包括3％的分散剂、2％的造孔剂、6％的粘接剂、5％的增塑剂、3％的活性剂和6％的烧结助剂；

所述分散剂采用四甲基氢氧化铵；

所述造孔剂采用炭黑；

所述粘接剂采用钾长石粉体；

所述增塑剂采用碳纤维和莫来石纤维的混合物，碳纤维和莫来石纤维的份量比为2:1；

所述活性剂采用硬脂酸和聚乙烯亚胺的混合物，硬脂酸和聚乙烯亚胺的份量比为3:1；

所述烧结助剂采用AlN粉。

具体的，所述步骤二中碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒离心分级获得一级碳化硅粉体颗粒、二级碳化硅粉体颗粒、三级碳化硅粉体颗粒和一级生物炭颗粒、二级生物炭颗粒及三级生物炭颗粒，所述一级碳化硅粉体颗粒的粒度为20μm、二级碳化硅粉体颗粒的粒度为40μm、三级碳化硅粉体颗粒的粒度为80μm、一级生物炭颗粒的粒度为30μm、二级生物炭颗粒的粒度为50μm、三级生物炭颗粒的粒度为70μm。

具体的，所述步骤三中混合制浆包括一级颗粒制浆、二级颗粒制浆和三级颗粒制浆；

所述一级颗粒制浆将一级碳化硅粉体颗粒、一级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行一级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料，一级颗粒制浆时间为1h，一级颗粒制浆的转速600r/min；

所述二级颗粒制浆将二级碳化硅粉体颗粒、二级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行二级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料，二级颗粒制浆时间为1.5h，二级颗粒制浆的转速600r/min；

所述三级颗粒制浆将三级碳化硅粉体颗粒、三级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行三级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料，三级颗粒制浆时间为1h，三级颗粒制浆的转速1100r/min；

具体的，所述步骤三中一级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：55％的一级碳化硅粉体颗粒、20％的一级生物炭颗粒、7％的金属粉体、10％的硅粉和8％的改性剂；

所述步骤三中二级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：55％的二级碳化硅粉体颗粒、20％的二级生物炭颗粒、6％的金属粉体、7％的硅粉和12％的改性剂；

所述步骤三中三级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：55％的三级碳化硅粉体颗粒、15％的三级生物炭颗粒、10％的金属粉体、12％的硅粉和8％的改性剂。

具体的，所述步骤五中干燥包括碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥、碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥和碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥，碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为140℃、干燥时间为0.5h；碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为150℃、干燥时间为0.5h；碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为160℃、干燥时间为1h。

具体的，所述步骤六中烧结在惰性保护气氛下进行，惰性保护气氛采用氦、氖、氩、氪和氙中的一种，所述烧结分为一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结、二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结和三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结，一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度1900℃，烧结保温时间为3h，二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2000℃，烧结保温时间为3h，三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2100℃，烧结保温时间为3h。

具体的，所述金属粉体采用钒。

实施例4：

本实施例中，一种颗粒级配粉体制备碳化硅陶瓷的方法，该碳化硅陶瓷制备方法包括以下步骤：

步骤一、原料处理：按碳化硅陶瓷制备各成分原料获取碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂；

步骤二、颗粒分级：采用离心设备对上述步骤一中获取的碳化硅陶瓷制备用碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒进行离心颗粒粒度分级处理，获取离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒；

步骤三、混合制浆：根据上述步骤三中获取的离心分级碳化硅粉体颗粒和生物炭颗粒，按碳化硅陶瓷制备的原料重量比与去离子水在制浆设备内进行颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料；

步骤四、干燥：根据上述步骤三中获取的碳化硅陶瓷颗粒级配粉体前驱浆料，通过干燥设备对前驱浆料入模干燥，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱；

步骤五、烧结：将上述步骤四中获取的颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱置于烧结设备中进行烧结处理，获取颗粒级配粉体碳化硅陶瓷。

具体的，所述步骤一中碳化硅粉体颗粒的粒度为25-85μm，生物炭颗粒的粒度为35-75μm，金属粉体的粒度为20μm，硅粉的粒度为20μm，改性剂的粒度为30μm，所述改性剂包括3％的分散剂、2％的造孔剂、6％的粘接剂、5％的增塑剂、3％的活性剂和6％的烧结助剂；

所述分散剂采用四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵的混合物，四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵的份量比为1:1；

所述造孔剂采用炭黑；

所述粘接剂采用石英砂；

所述增塑剂采用碳纤维、莫来石纤维和碳纤维编织体的混合物，碳纤维、莫来石纤维和碳纤维编织体的份量比为2:2:1；

所述活性剂采用聚乙烯亚胺；

所述烧结助剂采用Y

具体的，所述步骤二中碳化硅粉体颗粒、生物炭颗粒离心分级获得一级碳化硅粉体颗粒、二级碳化硅粉体颗粒、三级碳化硅粉体颗粒和一级生物炭颗粒、二级生物炭颗粒及三级生物炭颗粒，所述一级碳化硅粉体颗粒的粒度为25μm、二级碳化硅粉体颗粒的粒度为45μm、三级碳化硅粉体颗粒的粒度为85μm、一级生物炭颗粒的粒度为35μm、二级生物炭颗粒的粒度为55μm、三级生物炭颗粒的粒度为75μm。

具体的，所述步骤三中混合制浆包括一级颗粒制浆、二级颗粒制浆和三级颗粒制浆；

所述一级颗粒制浆将一级碳化硅粉体颗粒、一级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行一级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料，一级颗粒制浆时间为0.5h，一级颗粒制浆的转速800r/min；

所述二级颗粒制浆将二级碳化硅粉体颗粒、二级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行二级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料，二级颗粒制浆时间为1h，二级颗粒制浆的转速800r/min；

所述三级颗粒制浆将三级碳化硅粉体颗粒、三级生物炭颗粒、金属粉体、硅粉和改性剂按重量比与去离子水在制浆设备内进行三级颗粒级配粉体混合制浆，获取碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料，三级颗粒制浆时间为1h，三级颗粒制浆的转速1100r/min；

具体的，所述步骤三中一级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：50％的一级碳化硅粉体颗粒、20％的一级生物炭颗粒、8％的金属粉体、12％的硅粉和10％的改性剂；

所述步骤三中二级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：50％的二级碳化硅粉体颗粒、25％的二级生物炭颗粒、6％的金属粉体、7％的硅粉和12％的改性剂；

所述步骤三中三级颗粒制浆获取的碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料各成分的重量比为：60％的三级碳化硅粉体颗粒、15％的三级生物炭颗粒、6％的金属粉体、10％的硅粉和9％的改性剂。

具体的，所述步骤五中干燥包括碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥、碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥和碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥，碳化硅陶瓷一级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为140℃、干燥时间为0.5h；碳化硅陶瓷二级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为150℃、干燥时间为0.5h；碳化硅陶瓷三级颗粒级配粉体前驱浆料干燥工艺参数为：干燥温度为160℃、干燥时间为1h。

具体的，所述步骤六中烧结在惰性保护气氛下进行，惰性保护气氛采用氦、氖、氩、氪和氙中的一种，所述烧结分为一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结、二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结和三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结，一级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2000℃，烧结保温时间为2h，二级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2100℃，烧结保温时间为2.5h，三级颗粒级配粉体碳化硅陶瓷前驱烧结的烧结温度2200℃，烧结保温时间为2.5h。

具体的，所述金属粉体采用钒钼。

分别测试了实施例1-实施例4制备的碳化硅陶瓷的导热率、硬度和孔隙率，测试结果如表1所示。

表1

上述导热率测试采用KEM快速导热系数测定仪测试；

上述硬度通过莫氏硬度测试法对碳化硅陶瓷硬度测试；

上述孔隙率采用多孔陶瓷孔隙率测试仪进行测试。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。