[發(fā)明專利]一種制備多孔陶瓷材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010093928.4
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111253172B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇海軍;趙迪;郭敏;張軍;劉林;傅恒志;余明輝
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: C04B38/10
• 分類號: C04B38/10;C04B35/10;C04B35/44;C04B35/48;C04B35/505;C04B35/634;C04B35/653
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

1.一種制備多孔陶瓷材料的方法，其特征在于，具體過程是：

步驟一，制備Al₂O₃-YAG-ZrO₂共晶成分的氧化物復合材料預制體：以純度為99.99％的Al₂O₃、Y₂O₃和ZrO₂氧化物粉末為原料，按Al₂O₃/Y₂O₃/ZrO₂相圖的共晶點配比，得到均勻的原料粉末；將得到原料粉末模壓成型，得到Al₂O₃-YAG-ZrO₂共晶成分的氧化物復合材料預制體；

步驟二，氧化物復合材料預制體的激光懸浮區(qū)熔定向凝固：所述預制體放入激光懸浮區(qū)熔定向凝固爐內(nèi)；打開激光器，對該預制體進行加熱并形成穩(wěn)定懸浮熔區(qū)，功率為280～320W；啟動抽拉機構(gòu)，使試樣棒以300μm/s的速率從上至下移動，實現(xiàn)對該預制體的連續(xù)定向凝固；得到長度為11mm、直徑為3.8～4.5mm的棒狀多孔Al₂O₃-YAG-ZrO₂氧化物共晶復合陶瓷材料；

在所述定向凝固過程中保持向爐腔內(nèi)注入純氧氣；或者由氧氣和氮氣組成的混合氣體，或者由氧氣和氬氣組成的混合氣體。

2.如權(quán)利要求1所述制備多孔陶瓷材料的方法，其特征在于，制備Al₂O₃-YAG-ZrO₂共晶成分的氧化物復合材料預制體時，將所述原料與去離子水和聚氯乙烯混合，原料:去離子水:聚氯乙烯＝20:20:1，該比例為質(zhì)量比，得到混合物；將混合物置于氧化鋯球磨罐中，采用行星球磨機以550r/min轉(zhuǎn)速球磨5h后，置于80℃保溫的干燥箱中干燥2h；對經(jīng)過干燥的粉料過40目篩，得到均勻的原料粉末。

3.如權(quán)利要求1所述制備多孔陶瓷材料的方法，其特征在于，在制備Al₂O₃-YAG-ZrO₂共晶成分的氧化物復合材料預制體時，模壓成型的壓力為100MPa，保壓3min，得到預制體坯料；將該預制體坯料在1500℃下保溫燒結(jié)2h，完成Al₂O₃-YAG-ZrO₂共晶成分的氧化物復合材料預制體的制備。

4.如權(quán)利要求1所述制備多孔陶瓷材料的方法，其特征在于，在氧化物復合材料預制體的激光懸浮區(qū)熔定向凝固時，將所述預制體的兩端分別裝夾在抽拉系統(tǒng)的上夾頭和下夾頭上，使預制體垂直于水平面；在關(guān)閉所有進氣口和出氣口后，對激光懸浮爐的爐腔抽真空處理，待真空度高于2Pa后，通過該激光懸浮爐的第一進氣口向爐腔內(nèi)注入純氧氣；或者通過該激光懸浮爐的兩個進氣口同時向爐腔內(nèi)注入氧氣和氮氣，氧氣的充氣壓力為5MPa，氮氣充氣壓力為1～5MPa；或者同時注入氧氣和氬氣，氧氣的充氣壓力為5MPa，氬氣充氣壓力為1～5MPa氬氣；在向爐腔內(nèi)注入所述純氧氣或者混合氣后，打開激光懸浮爐的出氣口，使注入的氣體不停的流過爐腔，以此控制爐腔內(nèi)氧氣的含量占比。