[發明專利]一種堇青石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法

在審

• 申請號: 201810342963.8
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108314441A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 白佳海;高杰
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B41/87;C04B38/00;C04B35/195
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一種堇青石?磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法，其特征在于采用以下步驟：（1）在開氣孔率為50%的堇青石多孔陶瓷的表面涂覆、燒結一層氧化鋁層；（2）把磷酸二氫鋁加熱到150℃并使磷酸二氫鋁完全熔融為液態；（3）把預先制備的多孔堇青石?氧化鋁層狀陶瓷浸漬到熔融的磷酸二氫鋁中；浸漬結束后，在60℃下保溫5小時，使吸附到多孔層狀陶瓷內部和表面的熔融磷酸二氫鋁凝固為固體；（4）把干燥產物加熱升溫到1150℃并保溫2個小時，最后隨爐自然冷卻到室溫，即制得堇青石?磷酸鋁層狀保溫陶瓷，其導熱系數不高于0.5 W/(m.K)。

技術領域

一種堇青石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法。

背景技術

堇青石和磷酸鋁都屬于耐高溫材料, 其中多孔堇青石陶瓷可以作為高溫保溫材料。但是，如果多孔堇青石陶瓷內存在較多的開氣孔，則會嚴重影響其保溫性能。因此，目前常用的方法是在堇青石陶瓷內添加一些能產生閉氣孔的助劑，如SiC等，從而降低導熱系數。磷酸鋁也是一種高熔點的材料，使用溫度可接近1400 ℃，也具有耐高溫的性能。因此，可以在多孔堇青石陶瓷中引入磷酸鋁，并用適當的技術把開氣孔堵起來，增加閉氣孔率，進而降低其導熱系數，且不影響堇青石在1400 ℃以下的高溫環境下使用。雖然用外加助劑的方法能產生部分閉氣孔，降低導熱系數，但導熱系數的降低量畢竟有限。為了克服上述難題，本發明了提供了一種高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的堇青石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法。

發明內容

本發明技術提供一種高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的堇青石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法，其技術方案為：

一種堇青石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法，其特征在于采用以下步驟：（1）在開氣孔率為50%的堇青石多孔陶瓷的表面涂覆、燒結一層氧化鋁層，氧化鋁層的厚度在10-30微米之間，吸水率在30%-40%之間；（2）把磷酸二氫鋁加熱到150℃并使磷酸二氫鋁完全熔融為液態；（3）把預先制備的多孔堇青石-氧化鋁層狀陶瓷浸漬到熔融的磷酸二氫鋁中，并保持10-30分鐘；浸漬結束后，在60℃下保溫5小時，使吸附到多孔層狀陶瓷內部和表面的熔融磷酸二氫鋁凝固為固體；（4）把干燥產物在大氣氣氛下以15 ℃/min的速度加熱升溫到300℃，再以6 ℃/min的速度加熱升溫到800℃并保溫2小時，然后以5 ℃/min的速度加熱升溫到1150 ℃并保溫2個小時，最后隨爐自然冷卻到室溫，即制得堇青石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷，其導熱系數不高于0.5 W/(m.K)。

本技術發明的工作原理：

磷酸二氫鋁的熔點較低，在150℃下能完全熔融為液態，且具有良好的流動性，把多孔堇青石-氧化鋁層狀陶瓷浸漬到磷酸二氫鋁的熔體中時，磷酸二氫鋁就會吸附到多孔陶瓷內部和表面。在加熱過程中，磷酸二氫鋁分解為偏磷酸鋁，偏磷酸鋁的熔點較低，在800℃就會熔融為液態，把氧化鋁層內部的氣孔完全填充起來；繼續加熱，偏磷酸鋁和氧化鋁層反應生成磷酸鋁，形成一層致密的磷酸鋁層，從而導致堇青石-磷酸鋁層狀陶瓷具有優良的保溫性能。

本技術發明的優點:

1.本發明制備的堇青石-磷酸層狀陶瓷具有優良的保溫性能，導熱系數不高于0.5 W/(m.K)；

2. 本技術發明的工藝簡單，無需復雜的工藝設備，成本低，能大批量生產。

具體實施方式

實施例1