[發明專利]一種多孔氧化鋁陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 201910870822.8
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN111592341B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 金鑫鑫;陳樂
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B38/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

一種多孔氧化鋁陶瓷的制備方法，屬于結構陶瓷材料技術領域。本發明為了解決現有氧化鋁陶瓷材料的熱沖擊損傷抗性和熱沖擊斷裂抗性的匹配問題。本發明使用凝膠注模法結合添加造孔劑法，通過控制造孔劑的含量改變材料微觀結構，在無壓燒結1600℃條件下，制備孔隙率24.42％?41.10％的多孔氧化鋁陶瓷，導熱系數變化范圍為10.354?14.018W/(m·K)，臨界溫差范圍為320℃?386℃，經500℃溫差熱沖擊時殘余強度保持率大于40％，具有良好的熱沖擊抗性，并且在造孔劑用量氧化鋁粉末體積分數的30％時獲得了同時具有高抗熱沖擊斷裂抗性和高抗熱沖擊損傷抗性的多孔氧化鋁陶瓷材料。

技術領域

本發明涉及一種多孔氧化鋁陶瓷的制備方法，屬于結構陶瓷材料技術領域。

背景技術

氧化鋁陶瓷由于耐高溫性能好、導熱性好，機械強度高并且具有良好的機電性能，廣泛的應用于機械、凈化分離、吸聲減震、化工催化載體和傳感器材料等眾多領域。以氧化鋁陶瓷材料制備的氧化鋁基陶瓷型芯在高溫高壓條件下被越來越廣泛應用。

現有方法制備的氧化鋁陶瓷材料熱沖擊損傷抗性隨著試樣孔隙率的增加而增加，而熱沖擊斷裂抗性會隨著孔隙率的增加而降低，無法兼顧氣孔率和強度從而使其應用受到限制。因此提供一種多孔氧化鋁陶瓷的制備方法來解決現有氧化鋁陶瓷材料的熱沖擊損傷抗性和熱沖擊斷裂抗性的匹配問題是十分必要的。

發明內容

本發明為解決現有氧化鋁陶瓷材料的熱沖擊損傷抗性和熱沖擊斷裂抗性的匹配問題，提供了一種多孔氧化鋁陶瓷的制備方法。

本發明的技術方案：

多孔氧化鋁陶瓷的制備方法，該方法的具體操作步驟如下：

步驟一，制備漿料：將氧化鋁粉末、氧化鎂、瓊脂糖和陶瓷造孔劑均勻混合，以去離子水為介質使用氧化鋁磨球球磨4小時-6小時，得漿料；

步驟二，注模：將步驟一得到的漿料加熱到80℃-97℃，注入模具中，自然冷卻至室溫，得到成型樣品；

步驟三，排膠：將步驟二得到的成型樣品放入高溫電阻爐內由室溫加熱到600℃，保溫1小時；

步驟四，燒結：對步驟三排膠后的成型樣品進行無壓燒結，燒結條件：室溫以3℃/min-5℃/min的升溫速率升溫至1600℃，保溫2小時，隨爐冷卻得到多孔氧化鋁陶瓷。

所述的氧化鋁粉末、氧化鎂、瓊脂糖的質量比為1：0.01：0.01。

所述的陶瓷造孔劑添加量為氧化鋁粉末體積的10％-50％。

所述的陶瓷造孔劑添加量為氧化鋁粉末體積的20％、30％和40％。

所述的去離子水與氧化鋁粉末體積比為2:3。

所述的步驟一中球磨時間為5小時。

所述的步驟二中漿料加熱到85℃。

所述的多孔氧化鋁陶瓷孔隙率為24.42％-41.10％，導熱系數為10.354-14.018W/(m·K)，抗彎強度為88Mpa-116Mpa，臨界溫差為320℃-386℃。

本發明具有以下有益效果：本發明一種多孔氧化鋁陶瓷的制備方法，本方法采用凝膠注模結合添加造孔劑法制備了孔隙率為24％-40％的多孔氧化鋁陶瓷，導熱系數變化范圍為10.354-14.018W/(m·K)，臨界溫差范圍為320-386℃，經500℃溫差熱沖擊時殘余強度保持率大于40％，具有良好的熱沖擊抗性，解決了現有陶瓷材料在熱沖擊損傷抗性和熱沖擊斷裂抗性的匹配問題。并且在造孔劑用量氧化鋁粉末體積分數的30％時獲得了同時具有高抗熱沖擊斷裂抗性和高抗熱沖擊損傷抗性的多孔氧化鋁陶瓷材料。此外，本方法制得的多孔氧化鋁陶瓷其成分組成環保無毒，具有成本低，導熱能力高等優點。

附圖說明