[發明專利]一種氧化鎂晶須原位合成鎂鋁尖晶石增強氧化鎂基泡沫陶瓷過濾器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810307631.6
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108484182B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 劉思雨;劉希琴;劉子利;李健
• 申請（專利權）人: 江蘇中翼汽車新材料科技有限公司;南京航空航天大學
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱林

本發明公開了一種能在低溫下實現燒結的、化學穩定性和抗熱震性優異的氧化鎂晶須原位合成鎂鋁尖晶石增強氧化鎂基泡沫陶瓷過濾器及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按照質量百分比將15％～25％納米鋁溶膠，0.8％～1.5％流變劑，其余為含氧化鎂晶須的氧化鎂陶瓷粉料進行配料，添加去離子水經球磨混合均勻，然后經真空排氣制成固含量為60％～70％的陶瓷漿料；(2)將聚氨酯泡沫塑料模版浸入到上述的陶瓷漿料中，通過輥壓機擠壓聚氨酯泡沫塑料模版去除多余的浸掛漿料后制成素坯，然后將素坯在加熱到80℃～120℃進行烘干；(3)將干燥的素坯放入燒結爐內，升溫至1400℃～1600℃溫度下進行高溫燒結，隨爐冷卻至室溫得到氧化鎂基泡沫陶瓷過濾器。

技術領域

本發明涉及一種氧化鎂基泡沫陶瓷過濾器及其制備方法，具體是一種氧化鎂晶須原位合成鎂鋁尖晶石增強氧化鎂基泡沫陶瓷過濾器及其制備方法，屬于金屬材料與冶金領域。本發明所制備的過濾器特別適用于鎂及其合金熔體的過濾凈化，亦可以用于鋁及其合金熔體的過濾凈化。

背景技術

鎂的化學性質活潑，在鑄造及加工過程中，極易與氧、氮及水蒸氣發生化學反應，生成的產物殘留在鎂中，影響制品的內部質量，惡化制品性能。根據鎂合金中夾雜物的種類和性質，一般將夾雜物分為金屬夾雜和非金屬夾雜兩大類：(1)金屬夾雜物：鎂合金在原鎂生產和后期加工過程中，會不可避免的引入一些金屬單質或者金屬化合物夾雜，它們以粒子狀、簇狀等形態殘留在鎂合金的基體或者晶界上，主要包括金屬單質α-Fe粒子、錳-鐵的金屬化合物如(Fe,Mn)₃Si，(Fe,Mn)₅Si₃等；(2)非金屬夾雜物：鎂合金中的非金屬夾雜物主要以鎂的氮氧化合物為主，如MgO，Mg₃N₂等；鎂合金在熔煉過程中添加以氯化物(KCl、NaCl、MgCl₂等)為主的精煉劑，精煉過程中熔劑不能完全去除，會有少量的熔劑殘留在鎂熔體中，造成鎂金屬熔劑夾雜。懸浮的氧化夾雜在結晶時由結晶前沿被推向晶界，夾雜物一般以薄膜狀、粒子狀、簇狀的形態殘留在鎂合金晶界處。有統計資料表明，MgO占鎂合金的所有夾雜物的80％以上，分布形態為薄膜狀、粒子狀及簇狀。鎂合金熔鑄過程中產生的夾雜物不僅嚴重惡化合金的力學性能和耐蝕性能，而且降低了其機加工和陽極氧化處理的表面質量。對于壓鑄鎂合金而言，其合金內部的薄膜狀和粒子狀氧化物的含量需要控制在100cm²/kg和100mm³/kg以下才能滿足正常的使用要求。因此，在熔鑄過程中去除鎂熔體中的夾雜物以提高熔體的純凈度的凈化工藝成為鎂合金生產的關鍵。

熔體凈化工藝可分為熔劑凈化與非熔劑凈化兩大類。熔劑凈化工藝因除雜效率高、成本低、操作方便而成為鎂合金生產中普遍采用的凈化工藝，但是熔劑凈化也存在著金屬損耗增加、熔劑夾雜、不能除氣等不足，尤其是在熔煉稀土鎂合金時，熔劑還會大量消耗合金中的稀土元素。非熔劑凈化工藝不但能彌補熔劑凈化工藝的不足而且具有優異的凈化效果，成為目前應用發展的重要熔體凈化工藝并相繼開發了過濾凈化、旋轉噴吹凈化、電磁凈化、超聲波處理等多種非熔劑凈化技術。相比簡單的金屬網熔體過濾，具有特殊的三維多孔陶瓷結構泡沫陶瓷過濾器，因其孔隙率高(70％～90％)、吸附能力強、耐化學腐蝕等特點，能夠通過濾餅效應、吸附效應及整流效應對合金熔體中的夾雜物顆粒具有很好的過濾效果。泡沫陶瓷過濾法不但可以濾掉合金熔體中小至10μm～ 20μm的微細夾雜物顆粒,而且能過濾掉一般過濾介質難以濾除的液態熔劑夾雜。