[發明專利]一種超輕氧化鋁泡沫陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201410560674.7
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104311118A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李遠兵;黃柯柯;徐娜娜;李淑靜;廖佳;李亞偉;桑紹柏
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

????本發明屬于泡沫陶瓷技術領域。具體涉及一種超輕氧化鋁泡沫陶瓷及其制備方法。

背景技術

泡沫陶瓷是一種造型上像泡沫狀的多孔陶瓷，它是繼普通多孔陶瓷、蜂窩多孔陶瓷之后發展起來的第三代多孔陶瓷制品。泡沫陶瓷是一種低容重、高孔隙率、孔道結構呈互相連接的迷宮式三維網狀骨架的新型工業陶瓷制品，具有抗腐蝕、良好的隔熱性能、耐高溫、高滲透率、高比表面積和復雜的孔道結構等特性，這些特性使其在冶金、化工、機械，環保等行業得到廣泛的應用，如用作高溫氣體凈化器、柴油機排放的固體過濾器、熔融金屬過濾器、物理分離用隔板、處理化工廠廢物的催化劑載體和處理汽車尾氣的催化劑載體等，亦可用于耐火材料、隔熱材料、傳感器、熱敏電阻和多孔壓電陶瓷。

泡沫陶瓷的制備方法有很多，其中應用比較廣的有添加造孔劑法、發泡法、有機泡沫浸漬法等。目前，泡沫陶瓷最常用的制備方法為有機泡沫浸漬法，該方法利用有機泡沫體所具有的開孔三維網狀骨架的特殊結構，將制備好的料漿均勻地涂覆在有機泡沫網狀體上，干燥后燒掉有機泡沫體從而獲得一種網眼多孔陶瓷，如“氧化鋁質泡沫陶瓷過濾器”(CN200710139289.5)專利技術、“一種環保煙氣凈化上釉氧化鋁泡沫陶瓷過濾器生產工藝”(CN201210583873.0)專利技術和“一種鎂鋁尖晶石泡沫陶瓷過濾器及其制備方法”(CN201310539992.0)專利技術。這些技術雖具有一定的優點，但亦具有以下缺點：(1)制備基本過程包括制漿、掛漿、干燥和燒結等，這一制備過程工序復雜；(2)孔徑的大小和孔隙率主要取決于泡沫先驅體本身，當泡沫先驅體孔徑較大時，使得孔的棱或邊易碎導致制品強度不高；當泡沫先驅體孔徑較小時，料漿可能會堵塞部分小孔影響開孔效果，大多在掛漿過程中可能會出現中間漿料少，周邊的漿料多的現象導致孔隙率分布均勻性差；(3)制品易產生細小裂紋甚至發生開裂；(4)在燒結階段產生有毒氣體，污染環境。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種工藝簡單和環境友好的超輕氧化鋁泡沫陶瓷的制備方法。用該方法制備的超輕氧化鋁泡沫陶瓷體積密度低、通孔率高、強度高和無裂紋。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：以糖與氧化鋁細粉為原料，其中，糖︰氧化鋁細粉的質量比為1︰(0.4~1.6)，外加所述原料0.1~0.5wt%的助燒劑，混勻，得到混合料。再將所述混合料升溫至100~200℃，保溫1~3h，得到氧化鋁細粉和助燒劑分散在糖熔液中的分散體系。然后將所述分散體系在120~180℃的恒溫條件下發泡和固化8~25h，將固化后的坯體升溫至1400~1600℃，保溫3~9h，制得超輕氧化鋁泡沫陶瓷。

所述糖為果糖、蔗糖、葡萄糖和麥芽糖中的一種，糖的純度大于99.0wt%。

所述氧化鋁細粉為工業氧化鋁細粉、α-Al₂O₃細粉、白剛玉細粉、棕剛玉細粉、致密剛玉細粉和板狀剛玉細粉中的一種，氧化鋁細粉的粒徑小于74μm。

所述助燒劑為TiO₂微粉、MgO微粉、Cr₂O₃微粉、MgF₂和AlF₃微粉中的一種或兩種。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有的優點與積極效果是：

1、本發明以糖作為發泡劑，糖分子的-OH之間縮合產生的水蒸汽進行發泡，所產生的氣泡通過氧化鋁顆粒吸附在氣液界面和分散液粘度的增加被穩定，有利于形成均勻的氣孔，最終形成相互連接的蜂窩狀顯微結構，通孔率高。

2、本發明由于氧化鋁顆粒表面和糖分子-OH間的親水性相互作用，氧化鋁粉體能較均勻地分散在熔融的糖熔液中，所得的氧化鋁粉體分散液成分均勻，有利于發泡均勻且燒成時不會由于氧化鋁粉體分布不均勻而產生裂紋。

3、本發明工藝簡單且整個制備過程中無有害氣體排放，利于環境保護。

????4、本發明所制得的超輕氧化鋁泡沫陶瓷：體積密度為0.15~0.60g/cm³；耐壓強度達到1.30~4.6Mpa；顯氣孔率為86~97%。

因此，本發明工藝簡單和環境友好；其制品體積密度低、通孔率高、強度高和無裂紋。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。

為避免重復，先將本具體實施方式涉及的技術參數統一描述如下，實施例中不再贅述：

所述果糖、蔗糖、葡萄糖和麥芽糖的純度大于99.0wt%。