[發(fā)明專(zhuān)利]仿生梯度多孔陶瓷材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310046286.2
• 申請(qǐng)日: 2013-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103145438A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯玉斐;趙康;胡龍;劉瑩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B38/00
• 分類(lèi)號(hào): C04B38/00;C04B35/622;C04B35/447;C04B35/10;C04B35/48;C04B35/46
• 代理公司: 西安弘理專(zhuān)利事務(wù)所 61214
• 代理人: 李娜

1.仿生梯度多孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，將陶瓷漿料經(jīng)過(guò)冷凍后進(jìn)行真空冷凍干燥，最后經(jīng)過(guò)燒結(jié)，即得到仿生梯度多孔陶瓷材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多仿生梯度多孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1，配制陶瓷漿料

在溶劑中依次加入分散劑和陶瓷顆粒，混合得到陶瓷漿料，共配制n≥2組陶瓷漿料，標(biāo)記為T(mén)₁，T₂，T₃，…，T_n-1，T_n，其中第n組漿料中溶劑的體積比要小于第n-1組漿料中溶劑的體積比；

步驟2，冷凍

冷凍采用多次冷凍，冷凍次數(shù)與仿生梯度多孔陶瓷材料的層數(shù)相同；冷凍采用冷凍模具冷凍，冷凍模具的側(cè)壁為管狀保溫材料，底面為導(dǎo)熱金屬，冷凍模具共n≥2組，分別標(biāo)記為M₁，M₂，M₃，…，M_n-1，M_n，其中冷凍模具M(jìn)_n的內(nèi)直徑要大于冷凍模具M(jìn)_n-1的內(nèi)直徑；每次冷凍后獲得的凍結(jié)體分別標(biāo)記為F1，F(xiàn)₂，F(xiàn)₃，…，F(xiàn)_n-1，F(xiàn)_n；

冷凍的具體步驟如下：

第1次冷凍：將陶瓷漿料T₁注入冷凍模具M(jìn)₁中，然后將冷凍模具M(jìn)₁放置在冷源上定向冷凍，得到由已凍結(jié)的陶瓷漿料T₁組成的圓柱狀凍結(jié)體F₁；

第2次冷凍：首先將第1次冷凍得到的圓柱狀凍結(jié)體F₁放置在冷凍模具M(jìn)₂的中心，然后將陶瓷漿料T₂注入在圓柱狀凍結(jié)體F₁和冷凍模具M(jìn)₂的側(cè)壁之間的間隙內(nèi)，靜置后再將冷凍模具M(jìn)₂放置在冷源上定向冷凍，得到由已凍結(jié)的陶瓷漿料T₁和已凍結(jié)的陶瓷漿料T₂組成的圓柱狀同軸復(fù)合體凍結(jié)F₂；

第n次冷凍：首先將第n-1次冷凍得到的n-1層由已凍結(jié)的陶瓷漿料T₁，T₂，…T_n-1組成的圓柱狀同軸復(fù)合凍結(jié)體F_n-1放置在冷凍模具M(jìn)_n的中心，然后將陶瓷漿料T_n注入n-1層由已凍結(jié)的陶瓷漿料T₁，T₂，…T_n-1組成的圓柱狀同軸復(fù)合凍結(jié)體F_n-1與冷凍模具M(jìn)_n之間的間隙內(nèi)，靜置后再將冷凍模具M(jìn)_n放置在冷源上定向冷凍，得到n層由已凍結(jié)的陶瓷漿料T₁，T₂，…T_n組成的圓柱狀同軸復(fù)合凍結(jié)體F_n；

步驟3，真空冷凍干燥

將步驟2得到的圓柱狀同軸復(fù)合凍結(jié)體F_n在真空環(huán)境下冷凍干燥，使圓柱狀同軸復(fù)合凍結(jié)體F_n中的溶劑結(jié)晶體升華，得到梯度多孔坯體；

步驟4，燒結(jié)

將步驟3得到的梯度多孔坯體在800～1800℃燒結(jié)，即得仿生梯度多孔陶瓷材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生梯度多孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1中溶劑、陶瓷顆粒和分散劑的體積比為9500～5000：495～4750：5～450。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的仿生梯度多孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述溶劑為水、叔丁醇、莰烯、水-叔丁醇溶液、叔丁醇-莰烯溶液中的任意一種；所述陶瓷顆粒為金屬氧化物，金屬氮化物、羥基磷灰石、磷酸三鈣、粘土、碳化硅、金剛砂和堇青石中的任意一種或任意幾種的混合物；所述分散劑為聚丙烯酸鹽、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇縮丁醛和檸檬酸中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的仿生梯度多孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2中定向冷凍的冷凍溫度為-50～50℃。