[發(fā)明專利]采用兩步法固相燒結(jié)工藝制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011049700.1
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN112174688A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白洋;王藝融;王學(xué)倩;喬利杰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B38/06
• 分類號(hào): C04B38/06;C04B35/80;C04B35/478;C04B35/622
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種采用兩步法燒結(jié)工藝制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的制備方法，其特征在于以鈦酸鋁熟料粉末為基礎(chǔ)，添加堿性長石和莫來石纖維為復(fù)合相。采用兩步法固相燒結(jié)工藝制備多孔陶瓷，包含以下關(guān)鍵步驟流程：

(1)鈦酸鋁熟料制備：將初始原料粉末進(jìn)行濕混球磨，然后將所得漿料烘干、過篩，最后通過高溫固相反應(yīng)得到鈦酸鋁熟料粉末；

(2)粉末混合：把鈦酸鋁熟料粉末、堿性長石粉末、莫來石纖維按照比例混合，得到陶瓷粉末混合物；

(3)生胚制備：將所得陶瓷粉末混合物中加入造孔劑，混合均勻后加入粘結(jié)劑，干壓成型；

(4)兩步燒結(jié)：在空氣氣氛中進(jìn)行常壓燒結(jié)，第一段加熱至1100～1400℃，保溫后，隨爐冷卻；第二段將冷卻后的樣品快速加熱至1500～1700℃，保溫后，隨爐冷卻至室溫。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步法固相燒結(jié)工藝制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步驟(1)中鈦酸鋁熟料的具體制備步驟包括，將初始原料粉末按照氧化鋁、氧化鈦、氧化鐵和氧化鎂按照摩爾比1:(1～1.2):(0.01～0.4):(0.01～0.4)混合，將混合物以無水乙醇為介質(zhì)使用球磨機(jī)混合1～36h；然后將濕混后的漿料在80℃烘干過60目篩；最后將過篩后的粉料在空氣氣氛下以1～10℃/min的升溫速率升溫加熱到1550℃并保溫1～30h，自然冷卻至室溫即得到鈦酸鋁熟料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步法固相燒結(jié)工藝制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步驟(2)中的堿性長石粉末為鍶長石或鈣長石。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步法固相燒結(jié)工藝制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步驟(2)中的粉末混合比例為，鈦酸鋁熟料粉末、堿性長石粉末、莫來石纖維按照質(zhì)量比7:2.5:0.5的比例混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步法固相燒結(jié)工藝制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步驟(2)中的粉末混合過程包括，先將鈦酸鋁粉末、堿性長石粉末采用無水乙醇為介質(zhì)使用球磨機(jī)濕混1～36h，然后加入莫來石纖維采用機(jī)械攪拌方式混合均勻，之后放入干燥箱中在80℃烘干后，過60目篩，得到陶瓷粉末混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步法固相燒結(jié)工藝制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步驟(3)中所采用的造孔劑為馬鈴薯淀粉，添加量和陶瓷粉末混合物質(zhì)量的比例為1:1，攪拌方式為60℃恒溫水浴攪拌。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步法固相燒結(jié)工藝制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步驟(3)中的粘結(jié)劑為PVB。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步法固相燒結(jié)工藝制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步驟(3)中所述干壓成型后的樣品需在110℃烘箱中干燥24h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步法固相燒結(jié)制備鈦酸鋁復(fù)合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步驟(4)中的兩步法燒結(jié)均為空氣氣氛常壓燒結(jié)，具體燒結(jié)工藝為：第一段，1～5℃/min的升溫速率加熱至1100～1400℃，保溫1～30h，隨爐冷卻至室溫；第二段，將冷卻后的樣品以5～10℃/min速率快速升至1500～1700℃，保溫0～30min，隨爐冷卻至室溫。