[發(fā)明專利]一種氧化鎂泡沫陶瓷過濾器及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910220791.8
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN101708401A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 張文政;劉正;毛萍莉;王趲
• 申請（專利權）人: 沈陽工業(yè)大學
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20;C04B38/06;C04B35/04
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

一、技術領域：本發(fā)明屬于冶金領域，具體涉及到一種泡沫陶瓷過濾器及 其制備方法，其適用于鎂和鎂合金熔體的過濾凈化。

二、背景技術：鎂和鎂合金鑄件中的各種夾雜缺陷往往會導致鑄件性能降 低甚至報廢，成為鎂合金廣泛應用的主要障礙之一，這是由于鎂的化學性質非 常活潑，高溫下會和環(huán)境中的眾多物質如O2、H2O、N2等發(fā)生反應，從而導 致原鎂生產(chǎn)、鎂合金熔煉及加工過程中，不可避免引入許多夾雜物，從而降低 鎂合金件的品質和使用性能，而鎂合金中的夾雜物主要以MgO、Mg3N2等非 金屬物質為主，其中MgO約占非金屬雜質的80％左右，因此清除MgO雜質對 于提高產(chǎn)品質量十分重要。

使用泡沫陶瓷對金屬熔體進行過濾已經(jīng)有幾十年的歷史了，自1978年美國 發(fā)明了利用氧化鋁、高嶺土等陶瓷料漿成功研制出泡沫陶瓷，用于鋁合金鑄造 過濾之后，英、日、德、瑞士等國家競相開展了研究，已研制出多種材質，適 合于不同用途的泡沫陶瓷過濾器，如Al3O2，ZrO2，SiO2，Si3N4，硼化物等 高溫泡沫陶瓷，又如美國專利3,990,901，6,887,809，中國專利97195118.7， 200510035623.3，200710139287.6等都公開了一些制備各種泡沫陶瓷的方法， 而這些材質的泡沫過濾器并不適合于鎂和鎂合金熔體的過濾。這是由于鎂金屬 的活性很高，非常容易與如Al3O2，ZrO2，SiO2等泡沫陶瓷基體材料發(fā)生反應， 使上述材料的泡沫陶瓷熔蝕進入鎂和鎂合金熔體之中成為有害成分。從泡沫陶 瓷化學穩(wěn)定性的角度來考慮，MgO和CaO等材質的泡沫陶瓷是非常適合用作 鎂和鎂合金熔體的過濾。同MgO相比，CaO吸濕傾向更大，得到的泡沫陶瓷 在存放過程中需嚴格限制水的侵蝕，否則會導致制品強度下降甚至難以使用， 除非采用特殊的防護方法，且該類泡沫陶瓷在使用前需嚴格高溫干燥除水才可 使用，十分不便。使用MgO泡沫陶瓷則可避免上述情況，且對鎂和鎂合金中 的MgO雜質具有良好的吸附和過濾作用，熱容小，阻力小且過濾量大，特別 是無需預熱可直接使用。

目前為止，各類泡沫陶瓷過濾器的制備過程大致如下：

準備泡沫材料模板-配制陶瓷漿料-向模板上涂覆漿料-調漿干燥-燒結 -得到制品。

水可以用來調制Al3O2等泡沫陶瓷的漿料，卻不能用來調制MgO陶瓷漿 料，如公告號CN1473947A中國專利中使用水來調制MgO漿料會存在如下水 化反應：

MgO+H2O＝Mg(OH)2

這將導致MgO漿料粘度增加而固含量降低，造成聚氨酯泡沫模板表面吸 附的MgO量少。另外，該漿料在加熱干燥過程中，在110～130℃左右會失去漿 料的物理結合水，在340℃左右Mg(OH)2會發(fā)生脫水反應產(chǎn)生MgO，繼續(xù) 加熱燒結可獲得MgO泡沫陶瓷。由于吸附在泡沫材料上的漿體不斷失水，會 形成大量空隙，造成最終產(chǎn)品孔隙率大，強度較低。

公告號CN87102516A則以醇醛清漆代替水來配制MgO漿料，從而可以避 免MgO水化反應，但是醇醛清漆粘度很高，在專利所述條件下難以獲得高固 含量的MgO漿料，MgO漿料在泡沫網(wǎng)絡上的分布也不均勻。

公開號CN1015550023A公開了“一種鎂和鎂合金熔體凈化用泡沫陶瓷過 濾片的制備方法”，其中所用的聚氨酯泡沫模板未經(jīng)任何處理直接使用，由于有 機性質的聚氨酯泡沫模板與無機性質的漿料的相容性和粘附性很差，所以漿料 往往不能充分潤濕有機泡沫表面，其結果是掛漿不均勻且掛漿量不高，導致所 得陶瓷強度偏低。

三、發(fā)明內容：

1、發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種氧化鎂泡沫陶瓷過濾器及其制備方法，其目 的在于提供一種高固含量的氧化鎂漿料，使所得產(chǎn)品在鎂和鎂合金熔體中具有 化學穩(wěn)定性，不污染鎂和鎂合金熔體，并對其中的非金屬雜質有良好的吸附和 過濾作用，適用于鎂和鎂合金熔體的過濾凈化。

2、技術方案：本發(fā)明是按照以下技術方案實施的：

一種氧化鎂泡沫陶瓷過濾器，其特征在于：該過濾器是以下列原料：