[發(fā)明專利]一種納米結(jié)構(gòu)剛玉質(zhì)蜂窩陶瓷體及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610023724.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN105732085B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許榮輝;李洛利;肖民樂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽三睿寶納米科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B38/06
• 分類號(hào): C04B38/06;C04B35/117
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 狄干強(qiáng)

一種納米結(jié)構(gòu)剛玉質(zhì)蜂窩陶瓷體及其制備方法，該蜂窩陶瓷體由納米晶氧化鋁、高嶺土、納米晶氧化鎂、纖維素和粘合劑燒結(jié)而成，而納米晶氧化鋁由納米晶勃姆石煅燒后得到，納米晶氧化鎂由納米晶氫氧化鎂煅燒后得到。本發(fā)明以納米晶氧化鋁為主要原料，輔以少量納米晶氧化鎂制成納米結(jié)構(gòu)的蜂窩陶瓷，具有高溫力學(xué)性能優(yōu)異、抗熱震性及耐磨性能優(yōu)良的特點(diǎn)，而納米氧化鋁作為彌散硬質(zhì)點(diǎn)與納米晶氧化鎂混合后燒結(jié)，不僅增強(qiáng)了燒結(jié)后材料的高溫硬度，同時(shí)由于其特殊的尺寸范圍，在材料中彌散分布，還能使材料保持較高的韌性，并能夠明顯抑制材料的脆性斷裂、顯著提高材料的抗熱震性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到蜂窩陶瓷材料的生產(chǎn)領(lǐng)域，具體的說是一種納米結(jié)構(gòu)剛玉質(zhì)蜂窩陶瓷體及其制備方法。

背景技術(shù)

蜂窩陶瓷是多孔陶瓷一種，是由無數(shù)相等的孔組成的各種形狀，目前最大的孔數(shù)已達(dá)到了20～40/cm²，密度4～6g/cm³，吸水率最高達(dá)20%以上。由于多孔薄壁的特點(diǎn)，大大增加了載體的幾何表面積和改善了抗熱沖擊性能，這一點(diǎn)作為催化載體尤其重要。隨著單位面積孔數(shù)的提高和載體孔壁厚度的減少，陶瓷載體的抗熱沖擊趨勢(shì)是提高的，熱沖擊破壞的溫度也是提高的。

生產(chǎn)蜂窩陶瓷的原料主要是高嶺土、滑石、鋁粉、粘土等，而今天已突破了，尤其是硅藻土、沸石、膨脹土以及耐火材料的應(yīng)用，蜂窩陶瓷應(yīng)用日益廣泛，性能越來越好。蜂窩陶瓷可由多種材質(zhì)制成。主要材質(zhì)有：堇青石、莫來石、鈦酸鋁、活性炭、碳化硅、活性氧化鋁、氧化鋯、氮化硅及堇青石一莫來石、堇青石一鈦酸鋁等復(fù)合基質(zhì)。

蜂窩陶瓷可以用作蓄熱體、填料、催化劑載體和過濾材料等。

蜂窩陶瓷蓄熱體熱容量大，最高使用溫度>1700℃，在加熱爐、烘烤器、均熱爐、裂解爐等窯爐中可節(jié)省燃料達(dá)40%以上。

蜂窩陶瓷填料比其它形狀填料的比表面積更大，強(qiáng)度更好等優(yōu)點(diǎn)，可使汽液分布更均勻，床層阻力降低，效果更好，且可延長(zhǎng)使用壽命，在石化、制藥和精細(xì)化工行業(yè)中作填料效果相當(dāng)好。

蜂窩陶瓷用在催化劑方面更具優(yōu)勢(shì)。以蜂窩狀陶瓷材料為載體，采用獨(dú)特的涂層材料，以貴金屬，稀土金屬及過渡金屬制備，因而具有高的催化活性，良好的熱穩(wěn)定性，長(zhǎng)的使用壽命，高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。

用于催化裂化的蜂窩陶瓷正在取代現(xiàn)有的產(chǎn)品。催化裂化用200～500℃之間的重餾分油為原料（包括減壓餾分，直餾輕柴油、焦化蠟油等），以硅鋁酸鹽為催化劑，反應(yīng)溫度在450～550℃之間。它產(chǎn)量大（每個(gè)大型催化裂化裝置，每年裂化油品百萬噸以上），技術(shù)條件要求高（例如，催化劑每接觸油幾分鐘甚至幾秒鐘就要再生，每分鐘流過流化床催化劑達(dá)10t或更多）隨著催化活性的提高，為了加快再生速度，要求更加苛刻的再生條件，例如600～650℃，甚至700℃，催化劑消耗量大，每噸進(jìn)料油消耗0.3～0.6kg催化劑，催化劑力學(xué)強(qiáng)度差的，消耗的還要大得多，這要求著催化劑活性、選擇性、穩(wěn)定性的稍微提高，對(duì)生產(chǎn)實(shí)際將具有重大意義。

蜂窩陶瓷作為過濾材料有以下優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿及有機(jī)溶劑；極好的耐急熱急冷性能，工作溫度可高達(dá)1000℃；抗菌性能好，不易被細(xì)菌降解，不易堵塞且易再生；較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，孔徑分布狹窄，滲透率高；無毒，尤其適用于食品和藥物的處理。

其主要在冶金行業(yè)得到應(yīng)用，蜂窩陶瓷體的比表面積大，提高了過濾片吸附和捕捉細(xì)小雜質(zhì)的能力，比傳統(tǒng)多孔陶瓷過濾效果好，金屬液流動(dòng)平穩(wěn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種納米結(jié)構(gòu)剛玉質(zhì)蜂窩陶瓷體及其制備方法，本方法制得的蜂窩陶瓷體可以在較低的溫度下燒結(jié)，而且還具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能、抗熱震性能和耐磨性能。