[發明專利]一種粉煤灰泡沫陶瓷燒結法

有效

• 申請號: 201310111262.0
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN103204672A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 閆洪;諸建彬;諶偉
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C04B33/135
• 分類號: C04B33/135;C04B38/06
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明屬于陶瓷材料制備方法，特別涉及粉煤灰泡沫陶瓷的制備。

背景技術

陶瓷/鋁合金雙連續相復合材料結合了陶瓷材料和鋁合金材料的優點，具有密度輕、硬度大、強度高、耐磨、導熱性好，楊氏模量高等特點，其研發成果在剎車制動，航空航天器材等軍民兩用領域有著廣泛的應用前景。為獲得陶瓷/鋁合金雙連續相復合材料，必須制備出連續相通孔的高強度泡沫陶瓷預置體。相比于其他陶瓷原料，粉煤灰易燒結生成莫來石陶瓷，且成本低廉，對廢物利用，改善環境有著特殊的潛在應用價值，引起了國內外科研人員的廣泛關注。

有機泡沫浸漬法制備粉煤灰泡沫陶瓷坯料方法簡單，孔徑可控。但是，傳統燒結方法為防止泡沫陶瓷坯體在燒結過程中由于有機泡沫支撐體分解過快而坍塌，升溫過程緩慢，往往耗時十幾甚至幾十小時，費時耗能，且粉煤灰一般含氧化鋁相相對偏少，不利于形成更多莫來石相增強泡沫陶瓷體。

發明內容

本發明的目的是提供一種氧化鋁粉末填充掩埋法燒結粉煤灰泡沫陶瓷的方法。此方法工藝簡單、易于實施，用于填充掩埋粉煤灰泡沫陶瓷坯料的氧化鋁粉末可反復使用，燒結得到的粉煤灰泡沫陶瓷富含莫來石相，強度高。

本發明是通過以下技術方案實現的。

將直徑小于100μm且小于粉煤灰泡沫陶瓷孔徑十分之一的氧化鋁粉末加熱至600-1500℃進行燒失處理1-2小時；然后將有機泡沫浸漬法制備得到的粉煤灰泡沫陶瓷坯放入石墨坩堝中，用燒失處理過的氧化鋁粉末填充并掩埋，放入燒結爐迅速升溫至1400-1500℃，保溫2-3小時。待爐溫自然冷卻至合適溫度，取出燒結的泡沫陶瓷，用清水和毛刷沖洗掉填充在泡沫陶瓷里的氧化鋁粉末。

氧化鋁粉末熱穩定性極強，可以重復使用，且重復使用的氧化鋁粉末無需再進行所述的燒失處理。

本發明由于在燒結升溫有機泡沫支撐體分解過程中有填充的氧化鋁粉末支撐坯體，因此可實現迅速升溫而不致坯料坍塌，省時節能。此外，填充掩埋的氧化鋁粉末是粉煤灰燒結生成莫來石相的氧化鋁補充源，有利于生成更多莫來石相增大泡沫陶瓷體強度，該方法更適用于陶瓷/鋁合金雙連續相復合材料的連續相通孔泡沫陶瓷的制備。

本發明的技術效果是。

（1）采用本方法燒結有機泡沫浸漬法得到的粉煤灰泡沫坯體，在有機泡沫分解過程中，由于填充的氧化鋁粉末對陶瓷體有支撐作用，可迅速升溫，省時節能，避免了傳統燒結方法為防止有機泡沫分解過快陶瓷體坍塌，升溫緩慢耗能耗時的問題。

（2）粉煤灰一般含氧化鋁相偏少，不利于形成莫來石相，少量的填充氧化鋁粉末會參與莫來石相的合成，使得燒結的泡沫陶瓷富含莫來石相，強度高。

附圖說明

圖1為本發明實施例1燒結的粉煤灰泡沫陶瓷。

圖2為本發明實施例1粉煤灰泡沫陶瓷的樣品的XRD表征。其中，(I)為本實施例的泡沫陶瓷樣品RDX，(II)為粉煤灰RDX。

具體實施方式

本發明將通過以下實施例作進一步說明。

本實例中使用的粉煤灰泡沫陶瓷坯料是通過機泡沫浸漬法并干燥獲得，規格為30PPI，氧化鋁粉末直徑大小為10μm，經過600-1500℃燒失處理1小時后充分填充并掩埋粉煤灰泡沫陶瓷坯料。

實施例1。

將氧化鋁粉末填充掩埋的粉煤灰泡沫陶瓷坯料置于燒結爐升溫至1400℃，保溫2小時，待爐溫自然冷卻至200℃，取出燒結的泡沫陶瓷，用清水和毛刷沖洗掉填充在泡沫陶瓷里的氧化鋁粉末。如圖1所示，獲得的粉煤灰泡沫陶瓷無塌陷，通孔率高。如圖2所示，獲得的粉煤灰泡沫陶瓷預置體富含莫來石相，硬度高，強度大。

實施例2。

將氧化鋁粉末填充掩埋的粉煤灰泡沫陶瓷坯料置于燒結爐升溫至1450℃，保溫2.5小時，待爐溫自然冷卻至200℃，取出燒結的泡沫陶瓷，用清水和毛刷沖洗掉填充在泡沫陶瓷里的氧化鋁粉末。

實施例3。

將氧化鋁粉末填充掩埋的粉煤灰泡沫陶瓷坯料置于燒結爐升溫至1500℃，保溫3小時，待爐溫自然冷卻至200℃，取出燒結的泡沫陶瓷，用清水和毛刷沖洗掉填充在泡沫陶瓷里的氧化鋁粉末。

注，重復使用的氧化鋁粉末可不必再進行燒失處理。