CN117923907A - 一种碳化硅陶瓷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳化硅陶瓷的制备方法，属于碳化硅陶瓷技术领域；所述碳化硅陶瓷的制备方法，包括改性碳化硅、混料、喷雾造粒、干压成型、煅烧步骤；所述改性碳化硅包括清洗、硅烷处理、氧化石墨烯预处理以及改性步骤；所述硅烷处理，将酸洗后的碳化硅颗粒置于乙醇溶液中，加入吐温‑80进行球磨处理，球磨结束后加入γ‑氨丙基三乙氧基硅烷，进行超声振荡处理，超声处理结束后进行静置，保持温度为68‑74℃，静置时间为50‑58min，静置结束后干燥，制得硅烷处理后的碳化硅颗粒；采用本发明的方法制得的碳化硅陶瓷，在提高强度以及韧性的同时，保证了耐高温性能。
Description
技术领域
本发明属于碳化硅陶瓷技术领域，具体涉及一种碳化硅陶瓷的制备方法。
背景技术
碳化硅陶瓷是指以碳化硅为主要成分的陶瓷，碳化硅陶瓷具有较高的抗弯强度，优良的抗氧化性能以及良好的耐腐蚀性，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度最好的材料，碳化硅陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天及原子能等领域具有广泛的应用。
碳化硅是一种共价键化合物，高温烧结时其扩散速率较低，很难制备出高密度的碳化硅陶瓷，且由于碳化硅需要在高温下烧结，一般大于2000℃，其晶粒出现异常长大，使得碳化硅陶瓷的力学性能、耐磨性能均不理想。
CN111170752A公开了一种碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法及碳化硅陶瓷基复合材料，其是对碳纤维表面进行氧化处理，采用硅烷偶联剂接枝法在碳纤维表面接枝碳化硅粒子，使聚碳硅烷先驱体溶液在接枝碳化硅纳米粒子后的碳纤维表面浸渍、固化及高温裂解形成碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料；但是该专利制得的复合材料，仍然存在强度低、韧性差的问题。
CN115710127A公开了一种石墨烯增韧碳化硅陶瓷材料的方法，具体公开了将石墨烯分散于PVA水溶液中形成石墨烯浆料，然后将石墨烯浆料加入碳化硅浆料进行超声和球磨，使得石墨烯均匀分散在碳化硅浆料中；
该专利提高了石墨烯在碳化硅浆料中的分散性，但是制得的复合材料的耐高温性能不理想。
因此,提供一种碳化硅陶瓷的制备方法，在提高强度以及韧性的同时，保证耐高温性能是现有技术亟待解决的技术难题。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种碳化硅陶瓷的制备方法，在提高强度以及韧性的同时，保证了耐高温性能。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
1.改性碳化硅
（1）清洗
将碳化硅颗粒置于2.2-3.2倍质量的盐酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为3.4-3.6h，浸泡结束后，洗涤，干燥制得酸洗后的碳化硅颗粒；
所述碳化硅颗粒的粒径为90-110nm；
所述盐酸溶液的质量浓度为2.2-2.4%；
（2）硅烷处理
将酸洗后的碳化硅颗粒置于乙醇溶液中，然后加入吐温-80进行球磨处理，球磨时间为35-45min，球磨转速为121-130rpm，球磨温度为68-74℃，球磨结束后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，进行超声振荡处理，超声时间为12-17min，超声功率为28-32W，超声频率为18-22kHz，超声处理结束后进行静置，保持温度为68-74℃，静置时间为50-58min，静置结束后，干燥，制得硅烷处理后的碳化硅颗粒；
所述乙醇溶液的质量浓度为34-36%；
所述酸洗后的碳化硅颗粒、乙醇溶液、吐温-80、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为15-17:104-115:3.5-3.9:2.7-2.9；
（3）氧化石墨烯预处理
将氧化石墨烯与去离子水混合，然后加入十二烷基硫酸钠和海藻酸钠进行搅拌，搅拌时间为30-35min，搅拌转速为147-160rpm，搅拌结束后制得分散液；向分散液中加入氯乙酸和氢氧化钠进行超声处理，超声时间为0.8-1.2h，超声功率为43-48W，超声结束后搅拌，搅拌时间为23-25h，过滤，洗涤，干燥，制得预处理后的氧化石墨烯；
所述氧化石墨烯与去离子水、十二烷基硫酸钠和海藻酸钠的质量比为18-22:248-260:0.9-1.1:0.4-0.6；
所述分散液、氯乙酸与氢氧化钠的质量比为128-134:1.0-1.2:1.2-1.5。
（4）改性
将硅烷处理后的碳化硅颗粒置于7-9倍体积的N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，进行搅拌，搅拌时间为17-20h，搅拌结束后，过滤、洗涤、干燥，制得改性碳化硅；
所述硅烷处理后的碳化硅、预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的质量比为18-22:13-15:10-12。
2.混料
（1）制备预混液
将去离子水、柠檬酸铵和硬脂酸混合，然后加入乙基纤维素和淀粉，以1.0-1.4℃/min速率升温至50-54℃进行搅拌，搅拌时间为23-27min，搅拌结束后制得预混液；
所述去离子水、柠檬酸铵、硬脂酸、乙基纤维素和淀粉的质量比为110-130:0.8-1.0:0.6-0.8:3.0-3.4:2.3-2.5；
（2）混合
将预混液、改性碳化硅、α-氧化铝混合搅拌，搅拌转速为810-830rpm，搅拌时间为1.1-1.3h，搅拌温度为22-26℃，搅拌结束后，制得浆料；
所述α-氧化铝的粒径为110-130nm；
所述预混液、改性碳化硅与α-氧化铝的质量比为81-83:88-91:4-6；
3.成型
将浆料置于喷雾干燥机中进行喷雾造粒，然后置于钢模中，在34-36MPa下保压88-92s，制得生坯。
4.煅烧
将生坯置于马弗炉中进行煅烧，在氮气气氛下，以0.4-0.6℃/min的速率升温至290-310℃，在290-310℃下保温9-11min，然后以0.8-1.2℃/min的速率升温至730-770℃，在730-770℃下保温13-17min，然后以1.8-2.2℃/min的速率升温至1450-1550℃，在1450-1550℃下保温2.3-2.7h，保温结束后自然冷却至室温，制得碳化硅陶瓷。
与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：
1. 本发明对氧化石墨烯先是采用表面活性剂进行预处理，促进了氧化石墨烯的分散，然后通过羧基化处理，使得预处理后的氧化石墨烯富含羧基且分散性能好；对于碳化硅的处理，先是对其进行酸洗，除去碳化硅表面的杂质，然后加入表面活性剂进行进行球磨处理，避免碳化硅颗粒的团聚，加入氨基硅烷偶联剂结合超声振荡进行处理，其中氨基硅烷偶联剂一端的硅烷醇可以与碳化硅颗粒表面的羟基进行结合，另一端的氨基可以与羧基化石墨烯的羧基进行反应，从而使得氧化石墨烯与碳化硅颗粒进行牢固的结合，得到了改性碳化硅颗粒，提高了碳化硅颗粒的分散性，避免颗粒团聚现象，增强碳化硅颗粒其与氧化石墨烯的界面结合力，保证了其之间载荷的有效传递，氧化石墨烯对碳化硅颗粒进行增韧，提高了导热系数，进而增强碳化硅陶瓷的韧性、强度性能和导热性能，其与其他成分相结合，使得体系呈现均匀的分散，最终提高了碳化硅陶瓷的稳定性；
本发明采用特定的改性碳化硅颗粒，充分发挥了氧化石墨烯对于碳化硅颗粒的增韧增强性，其与其他技术手段相结合,提高了热传导性，保证了各成分混合均匀，避免了烧结过程中出现裂纹，从而提高了碳化硅陶瓷的强度、韧性、传导率以及耐高温性能；
2.采用本发明的方法制得的碳化硅陶瓷，拉伸强度为260-269MPa，抗弯强度为476-485MPa，断裂韧性为8.15-8.27MPa·m1/2，25℃导热系数为143.6-147.5W/m·K；
3.采用本发明的方法制得的碳化硅陶瓷，以20℃/min的速率升温至1200℃，自然恢复至室温后，拉伸强度为248-264MPa，抗弯强度为450-472MPa，质量损失为0.04-0.10%。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1 一种碳化硅陶瓷的制备方法
1.改性碳化硅
（1）清洗
将碳化硅颗粒置于2.5倍质量的盐酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为3.5h，浸泡结束后，洗涤，干燥制得酸洗后的碳化硅颗粒；
所述碳化硅颗粒的粒径为100nm；
所述盐酸溶液的质量浓度为2.3%；
（2）硅烷处理
将酸洗后的碳化硅颗粒置于乙醇溶液中，然后加入吐温-80进行球磨处理，球磨时间为40min，球磨转速为126rpm，球磨温度为71℃，球磨结束后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，进行超声振荡处理，超声时间为15min，超声功率为30W，超声频率为20kHz，超声处理结束后进行静置，保持温度为71℃，静置时间为55min，静置结束后，干燥，制得硅烷处理后的碳化硅颗粒；
所述乙醇溶液的质量浓度为35%；
所述酸洗后的碳化硅颗粒、乙醇溶液、吐温-80、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为16:110:3.7:2.8；
（3）氧化石墨烯预处理
将氧化石墨烯与去离子水混合，然后加入十二烷基硫酸钠和海藻酸钠进行搅拌，搅拌时间为32min，搅拌转速为152rpm，搅拌结束后制得分散液；向分散液中加入氯乙酸和氢氧化钠进行超声处理，超声时间为1h，超声功率为45W，超声结束后搅拌，搅拌时间为24h，过滤，洗涤，干燥，制得预处理后的氧化石墨烯；
所述氧化石墨烯与去离子水、十二烷基硫酸钠和海藻酸钠的质量比为20:255:1.0:0.5；
所述分散液、氯乙酸与氢氧化钠的质量比为130:1.1:1.3。
（4）改性
将硅烷处理后的碳化硅颗粒置于8倍体积的N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，进行搅拌，搅拌时间为1.8h，搅拌结束后，过滤、洗涤、干燥，制得改性碳化硅；
所述硅烷处理后的碳化硅、预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的质量比为20:14:11。
2.混料
（1）制备预混液
将去离子水、柠檬酸铵和硬脂酸混合，然后加入乙基纤维素和淀粉，以1.2℃/min速率升温至52℃进行搅拌，搅拌时间为25min，搅拌结束后制得预混液；
所述去离子水、柠檬酸铵、硬脂酸、乙基纤维素和淀粉的质量比为120:0.9:0.7:3.2:2.4；
（2）混合
将预混液、改性碳化硅、α-氧化铝混合搅拌，搅拌转速为820rpm，搅拌时间为1.2h，搅拌温度为24℃，搅拌结束后，制得浆料；
所述α-氧化铝的粒径为120nm；
所述预混液、改性碳化硅与α-氧化铝的质量比为82:90:5。
3.成型
将浆料置于喷雾干燥机中进行喷雾造粒，然后置于钢模中，在35MPa下保压90s，制得生坯。
4.煅烧
将生坯置于马弗炉中进行煅烧，在氮气气氛下，以0.5℃/min的速率升温至300℃，在300℃下保温10min，然后以1.0℃/min的速率升温至750℃，在750℃下保温15min，然后以2.0℃/min的速率升温至1500℃，在1500℃下保温2.5h，保温结束后自然冷却至室温，制得碳化硅陶瓷。
实施例2 一种碳化硅陶瓷的制备方法
1.改性碳化硅
（1）清洗
将碳化硅颗粒置于2.2倍质量的盐酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为3.4h，浸泡结束后，洗涤，干燥制得酸洗后的碳化硅颗粒；
所述碳化硅颗粒的粒径为90nm；
所述盐酸溶液的质量浓度为2.2%；
（2）硅烷处理
将酸洗后的碳化硅颗粒置于乙醇溶液中，然后加入吐温-80进行球磨处理，球磨时间为35min，球磨转速为121rpm，球磨温度为68℃，球磨结束后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，进行超声振荡处理，超声时间为12min，超声功率为28W，超声频率为18kHz，超声处理结束后进行静置，保持温度为68℃，静置时间为50min，静置结束后，干燥，制得硅烷处理后的碳化硅颗粒；
所述乙醇溶液的质量浓度为34%；
所述酸洗后的碳化硅颗粒、乙醇溶液、吐温-80、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为15:104:3.5:2.7；
（3）氧化石墨烯预处理
将氧化石墨烯与去离子水混合，然后加入十二烷基硫酸钠和海藻酸钠进行搅拌，搅拌时间为30min，搅拌转速为147rpm，搅拌结束后制得分散液；向分散液中加入氯乙酸和氢氧化钠进行超声处理，超声时间为0.8h，超声功率为43W，超声结束后搅拌，搅拌时间为23h，过滤，洗涤，干燥，制得预处理后的氧化石墨烯；
所述氧化石墨烯与去离子水、十二烷基硫酸钠和海藻酸钠的质量比为18:248:0.9:0.4；
所述分散液、氯乙酸与氢氧化钠的质量比为128:1.0:1.2。
（4）改性
将硅烷处理后的碳化硅颗粒置于7倍体积的N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，进行搅拌，搅拌时间为1.7h，搅拌结束后，过滤、洗涤、干燥，制得改性碳化硅；
所述硅烷处理后的碳化硅、预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的质量比为18:13:10。
2.混料
（1）制备预混液
将去离子水、柠檬酸铵和硬脂酸混合，然后加入乙基纤维素和淀粉，以1.0℃/min速率升温至50℃进行搅拌，搅拌时间为23min，搅拌结束后制得预混液；
所述去离子水、柠檬酸铵、硬脂酸、乙基纤维素和淀粉的质量比为110:0.8:0.6:3.0:2.3；
（2）混合
将预混液、改性碳化硅、α-氧化铝混合搅拌，搅拌转速为810rpm，搅拌时间为1.1h，搅拌温度为22℃，搅拌结束后，制得浆料；
所述α-氧化铝的粒径为110nm；
所述预混液、改性碳化硅与α-氧化铝的质量比为81:88:4。
3.成型
将浆料置于喷雾干燥机中进行喷雾造粒，然后置于钢模中，在34MPa下保压88s，制得生坯。
4.煅烧
将生坯置于马弗炉中进行煅烧，在氮气气氛下，以0.4℃/min的速率升温至290℃，在290℃下保温9min，然后以0.8℃/min的速率升温至730℃，在730℃下保温13min，然后以1.8℃/min的速率升温至1450℃，在1450℃下保温2.3h，保温结束后自然冷却至室温，制得碳化硅陶瓷。
实施例3 一种碳化硅陶瓷的制备方法
1.改性碳化硅
（1）清洗
将碳化硅颗粒置于3.2倍质量的盐酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为3.6h，浸泡结束后，洗涤，干燥制得酸洗后的碳化硅颗粒；
所述碳化硅颗粒的粒径为110nm；
所述盐酸溶液的质量浓度为2.4%；
（2）硅烷处理
将酸洗后的碳化硅颗粒置于乙醇溶液中，然后加入吐温-80进行球磨处理，球磨时间为45min，球磨转速为130rpm，球磨温度为74℃，球磨结束后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，进行超声振荡处理，超声时间为17min，超声功率为32W，超声频率为22kHz，超声处理结束后进行静置，保持温度为74℃，静置时间为58min，静置结束后，干燥，制得硅烷处理后的碳化硅颗粒；
所述乙醇溶液的质量浓度为36%；
所述酸洗后的碳化硅颗粒、乙醇溶液、吐温-80、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为17:115:3.9:2.9；
（3）氧化石墨烯预处理
将氧化石墨烯与去离子水混合，然后加入十二烷基硫酸钠和海藻酸钠进行搅拌，搅拌时间为35min，搅拌转速为160rpm，搅拌结束后制得分散液；向分散液中加入氯乙酸和氢氧化钠进行超声处理，超声时间为1.2h，超声功率为48W，超声结束后搅拌，搅拌时间为25h，过滤，洗涤，干燥，制得预处理后的氧化石墨烯；
所述氧化石墨烯与去离子水、十二烷基硫酸钠和海藻酸钠的质量比为22:260:1.1:0.6；
所述分散液、氯乙酸与氢氧化钠的质量比为134:1.2:1.5。
（4）改性
将硅烷处理后的碳化硅颗粒置于9倍体积的N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，进行搅拌，搅拌时间为2.0h，搅拌结束后，过滤、洗涤、干燥，制得改性碳化硅；
所述硅烷处理后的碳化硅、预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的质量比为22:15:12。
2.混料
（1）制备预混液
将去离子水、柠檬酸铵和硬脂酸混合，然后加入乙基纤维素和淀粉，以1.4℃/min速率升温至54℃进行搅拌，搅拌时间为27min，搅拌结束后制得预混液；
所述去离子水、柠檬酸铵、硬脂酸、乙基纤维素和淀粉的质量比为130:1.0:0.8:3.4:2.5；
（2）混合
将预混液、改性碳化硅、α-氧化铝混合搅拌，搅拌转速为830rpm，搅拌时间为1.3h，搅拌温度为26℃，搅拌结束后，制得浆料；
所述α-氧化铝的粒径为130nm；
所述预混液、改性碳化硅与α-氧化铝的质量比为83:91:6。
3.成型
将浆料置于喷雾干燥机中进行喷雾造粒，然后置于钢模中，在36MPa下保压92s，制得生坯。
4.煅烧
将生坯置于马弗炉中进行煅烧，在氮气气氛下，以0.6℃/min的速率升温至310℃，在310℃下保温11min，然后以1.2℃/min的速率升温至770℃，在770℃下保温17min，然后以2.2℃/min的速率升温至1550℃，在1550℃下保温2.7h，保温结束后自然冷却至室温，制得碳化硅陶瓷。
对比例1
在实施例1的基础上，改变之处为，
（1）省略对氧化石墨烯的预处理步骤，直接采用未经任何处理的氧化石墨烯；
（2）所述改性步骤为，将硅烷处理后的碳化硅与未经任何处理的氧化石墨烯混合，搅拌均匀制得改性碳化硅；
所述硅烷处理后的碳化硅与预处理后的氧化石墨烯的质量比为20:14；
其余操作均相同。
对比例2
在实施例1的基础上，改变之处为，
（1）所述硅烷处理步骤为，将酸洗后的碳化硅颗粒置于乙醇溶液中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行搅拌，搅拌均匀后静置，静置温度为72℃，静置时间为55min，静置结束后，干燥，制得硅烷处理后的碳化硅；
所述酸洗后的碳化硅颗粒、乙醇溶液、γ-氨丙基三乙氧基硅烷与预处理后的石墨的质量比为16:110:2.8；
（2）所述氧化石墨烯预处理步骤为，将氧化石墨烯与去离子水混合，制得分散液；向分散液中加入氯乙酸和氢氧化钠进行超声处理，超声时间为1h，超声功率为45W，超声结束后搅拌，搅拌时间为24h，过滤，洗涤，干燥，制得预处理后的氧化石墨烯；
所述氧化石墨烯与去离子水的质量比为20:255；
所述分散液、氯乙酸与氢氧化钠的质量比为130:1.1:1.3；
其余操作均相同。
性能测试
（1）对实施例1-3、对比例1-2制得的产品进行性能测试，具体结果如下：
（2）将实施例1-3、对比例1-2制得的产品以20℃/min的速率升温至1200℃，自然恢复至室温，测试质量损失以及强度性能，具体如下：
根据上述结果可知，对比例1省略了对于氧化石墨烯的预处理步骤，氧化石墨烯呈现团聚状态，在改性步骤中直接将未经任何处理的氧化石墨烯和硅烷处理后的碳化硅颗粒混合，团聚的石墨烯不能实现均匀的分散，使得改性碳化硅颗粒的成分不均一，质量不稳定,并且氧化石墨烯和碳化硅颗粒并不能进行牢固的结合，进而影响氧化石墨烯对于碳化硅颗粒的增韧性、增强性和热传导性，最终导致制得的碳化硅陶瓷的韧性低，强度差，热传导性能低，进一步影响高温处理后的稳定性。
对比例2对氧化石墨烯直接进行处理使其富羧基，其并不能充分的实现氧化石墨烯的羧基化，会导致氧化石墨烯的表面羧基化不均匀，在硅烷处理步骤中直接加入硅烷偶联剂进行处理，碳化硅颗粒在硅烷处理步骤中不能充分的进行反应，在改性步骤中，羧基化后的石墨烯与硅烷处理后的碳化硅颗粒仅能实现部分的结合，其会出现结合不牢固，最终导致制得的碳化硅陶瓷内部成分不均匀，强度和韧性较差，热导率低，由于内部结构不稳定，在经过高温后，强度和韧性大幅度下降，质量损失高。
本发明对氧化石墨烯先是采用表面活性剂进行预处理，促进了氧化石墨烯的分散，然后通过羧基化处理，使得预处理后的氧化石墨烯富含羧基且分散性能好；对于碳化硅的处理，先是对其进行酸洗，除去碳化硅表面的杂质，然后加入表面活性剂进行进行球磨处理，避免碳化硅颗粒的团聚，加入氨基硅烷偶联剂结合超声振荡进行处理，其中氨基硅烷偶联剂一端的硅烷醇可以与碳化硅颗粒表面的羟基进行结合，另一端的氨基可以与羧基化石墨烯的羧基进行反应，从而使得氧化石墨烯与碳化硅颗粒进行牢固的结合，得到了改性碳化硅颗粒，提高了碳化硅颗粒的分散性，避免颗粒团聚现象，增强碳化硅颗粒其与氧化石墨烯的界面结合力，保证了其之间载荷的有效传递，氧化石墨烯对碳化硅颗粒进行增韧，提高了导热系数，进而增强碳化硅陶瓷的韧性、强度性能和导热性能，其与其他成分相结合，使得体系呈现均匀的分散，最终提高了碳化硅陶瓷的稳定性；
本发明采用特定的改性碳化硅颗粒，充分发挥了氧化石墨烯对于碳化硅颗粒的增韧增强性，其与其他技术手段相结合,提高了热传导性，保证了各成分混合均匀，避免了烧结过程中出现裂纹，从而提高了碳化硅陶瓷的强度、韧性、传导率以及耐高温性能。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述碳化硅陶瓷的制备方法，包括改性碳化硅、混料、成型、煅烧步骤；
所述改性碳化硅包括清洗、硅烷处理、氧化石墨烯预处理以及改性步骤；
所述混料步骤包括制备预混液以及混合步骤；
所述硅烷处理步骤为，将酸洗后的碳化硅颗粒置于乙醇溶液中，然后加入吐温-80进行球磨处理，球磨时间为35-45min，球磨转速为121-130rpm，球磨温度为68-74℃，球磨结束后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，进行超声振荡处理，超声时间为12-17min，超声功率为28-32W，超声频率为18-22kHz，超声处理结束后进行静置，保持温度为68-74℃，静置时间为50-58min，静置结束后，干燥，制得硅烷处理后的碳化硅颗粒；
所述氧化石墨烯预处理步骤为，将氧化石墨烯与去离子水混合，然后加入十二烷基硫酸钠和海藻酸钠进行搅拌，搅拌时间为30-35min，搅拌转速为147-160rpm，搅拌结束后制得分散液；向分散液中加入氯乙酸和氢氧化钠进行超声处理，超声时间为0.8-1.2h，超声功率为43-48W，超声结束后搅拌，搅拌时间为23-25h，过滤，洗涤，干燥，制得预处理后的氧化石墨烯；
所述改性步骤为，将硅烷处理后的碳化硅颗粒置于7-9倍质量的N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，进行搅拌，搅拌时间为1.7-2.0h，搅拌结束后，过滤、洗涤、干燥，制得改性碳化硅。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述清洗步骤为，将碳化硅颗粒置于2.2-3.2倍质量的盐酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为3.4-3.6h，浸泡结束后，洗涤，干燥制得酸洗后的碳化硅颗粒；
所述碳化硅颗粒的粒径为90-110nm；
所述盐酸溶液的质量浓度为2.2-2.4%。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述硅烷处理步骤中，所述乙醇溶液的质量浓度为34-36%；
所述酸洗后的碳化硅颗粒、乙醇溶液、吐温-80、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为15-17:104-115:3.5-3.9:2.7-2.9。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述氧化石墨烯预处理步骤中，所述氧化石墨烯与去离子水、十二烷基硫酸钠和海藻酸钠的质量比为18-22:248-260:0.9-1.1:0.4-0.6；
所述分散液、氯乙酸与氢氧化钠的质量比为128-134:1.0-1.2:1.2-1.5。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述改性步骤中，所述硅烷处理后的碳化硅、预处理后的氧化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的质量比为18-22:13-15:10-12。
6.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述制备预混液步骤为，将去离子水、柠檬酸铵和硬脂酸混合，然后加入乙基纤维素和淀粉，以1.0-1.4℃/min速率升温至50-54℃进行搅拌，搅拌时间为23-27min，搅拌结束后制得预混液；
所述去离子水、柠檬酸铵、硬脂酸、乙基纤维素和淀粉的质量比为110-130:0.8-1.0:0.6-0.8:3.0-3.4:2.3-2.5。
7.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述混合步骤为，将预混液、改性碳化硅、α-氧化铝混合搅拌，搅拌转速为810-830rpm，搅拌时间为1.1-1.3h，搅拌温度为22-26℃，搅拌结束后，制得浆料；
所述α-氧化铝的粒径为110-130nm；
所述预混液、改性碳化硅与α-氧化铝的质量比为81-83:88-91:4-6。
8.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述成型步骤为，将浆料置于喷雾干燥机中进行喷雾造粒，然后置于钢模中，在34-36MPa下保压88-92s，制得生坯。
9.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述煅烧步骤为，将生坯置于马弗炉中进行煅烧，在氮气气氛下，以0.4-0.6℃/min的速率升温至290-310℃，在290-310℃下保温9-11min，然后以0.8-1.2℃/min的速率升温至730-770℃，在730-770℃下保温13-17min，然后以1.8-2.2℃/min的速率升温至1450-1550℃，在1450-1550℃下保温2.3-2.7h，保温结束后自然冷却至室温，制得碳化硅陶瓷。
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