[發(fā)明專利]一種鎂橄欖石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810343395.3 | 申請(qǐng)日： | 2018-04-17 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108299019A | 公開（公告）日： | 2018-07-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 白佳海;高杰 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 山東理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C04B41/87 | 分類號(hào)： | C04B41/87 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 255086 山東省淄*** | 國(guó)省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 磷酸二氫鋁 鎂橄欖石 保溫陶瓷 磷酸鋁 熔融 制備 浸漬 保溫 表面涂覆 層狀陶瓷 導(dǎo)熱系數(shù) 多孔層狀 多孔陶瓷 干燥產(chǎn)物 加熱升溫 氧化鋁層 燒結(jié) 多孔鎂 橄欖石 氧化鋁 隨爐 吸附 加熱 凝固 陶瓷 | ||
一種鎂橄欖石?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）在鎂橄欖石多孔陶瓷的表面涂覆、燒結(jié)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(tài)；（3）把預(yù)先制備的多孔鎂橄欖石?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(jié)束后，在60℃下保溫5小時(shí)，使吸附到多孔層狀陶瓷內(nèi)部和表面的熔融磷酸二氫鋁凝固為固體；（4）把干燥產(chǎn)物加熱升溫到1150℃并保溫2個(gè)小時(shí)，最后隨爐自然冷卻到室溫，即制得鎂橄欖石?磷酸鋁層狀保溫陶瓷，其導(dǎo)熱系數(shù)不高于0.5 W/(m.K)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明提供的是一種鎂橄欖石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法，屬于陶瓷材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
鎂橄欖石和磷酸鋁都屬于耐高溫材料, 其中多孔鎂橄欖石陶瓷可以作為高溫保溫材料。但是，如果多孔鎂橄欖石陶瓷內(nèi)存在較多的開氣孔，則會(huì)嚴(yán)重影響其保溫性能。因此，目前常用的方法是在鎂橄欖石陶瓷內(nèi)添加一些能產(chǎn)生閉氣孔的助劑，如SiC等，從而降低導(dǎo)熱系數(shù)。磷酸鋁也是一種高熔點(diǎn)的材料，使用溫度可接近1400 ℃，也具有耐高溫的性能。因此，可以在多孔鎂橄欖石陶瓷中引入磷酸鋁，并用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)把開氣孔堵起來，增加閉氣孔率，進(jìn)而降低其導(dǎo)熱系數(shù)，且不影響鎂橄欖石在1400 ℃以下的高溫環(huán)境下使用。雖然用外加助劑的方法能產(chǎn)生部分閉氣孔，降低導(dǎo)熱系數(shù)，但導(dǎo)熱系數(shù)的降低量畢竟有限。為了克服上述難題，本發(fā)明了提供了一種高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的鎂橄欖石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明技術(shù)提供一種高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的鎂橄欖石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷的制備方法，其技術(shù)方案為：
一種鎂橄欖石-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%的鎂橄欖石多孔陶瓷的表面涂覆、燒結(jié)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(tài)；（3）把預(yù)先制備的多孔鎂橄欖石-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(jié)束后，在60℃下保溫5小時(shí)，使吸附到多孔層狀陶瓷內(nèi)部和表面的熔融磷酸二氫鋁凝固為固體；（4）把干燥產(chǎn)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(shí)，然后以5 ℃/min的速度加熱升溫到1150 ℃并保溫2個(gè)小時(shí)，最后隨爐自然冷卻到室溫，即制得鎂橄欖石-磷酸鋁層狀保溫陶瓷，其導(dǎo)熱系數(shù)不高于0.5 W/(m.K)。
本技術(shù)發(fā)明的工作原理：
磷酸二氫鋁的熔點(diǎn)較低，在150℃下能完全熔融為液態(tài)，且具有良好的流動(dòng)性，把多孔鎂橄欖石-氧化鋁層狀陶瓷浸漬到磷酸二氫鋁的熔體中時(shí)，磷酸二氫鋁就會(huì)吸附到多孔陶瓷內(nèi)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(diǎn)較低，在800℃就會(huì)熔融為液態(tài)，把氧化鋁層內(nèi)部的氣孔完全填充起來；繼續(xù)加熱，偏磷酸鋁和氧化鋁層反應(yīng)生成磷酸鋁，形成一層致密的磷酸鋁層，從而導(dǎo)致鎂橄欖石-磷酸鋁層狀陶瓷具有優(yōu)良的保溫性能。
本技術(shù)發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明制備的鎂橄欖石-磷酸層狀陶瓷具有優(yōu)良的保溫性能，導(dǎo)熱系數(shù)不高于0.5W/(m.K)；
2. 本技術(shù)發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜的工藝設(shè)備，成本低，能大批量生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
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