[發明專利]一種高溫多孔陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 202011644082.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112778020B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 丁濤;莊明生
• 申請（專利權）人: 深圳市丁鼎陶瓷科技有限公司
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B38/00;C04B35/80;C04B35/565;C04B35/553;C04B35/14
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 楊文科

本申請涉及陶瓷領域，具體公開了一種高溫多孔陶瓷及其制備方法。該高溫多孔陶瓷包括如下重量份的原料：骨架材料30?70份、晶須材料5?15份、玻璃材料5?20份、無機造孔劑5?10份、有機造孔劑6?39份、粘合劑2?30份；所述骨架材料為二氧化硅、氟化硅、氮化鋁、碳化硅中的至少一種；所述晶須材料為氧化鋁晶須、氧化硅晶須、氧化鋯晶須中的至少一種。該高溫多孔陶瓷的制備方法包括依次進行的混料、注塑、脫脂、排膠、燒結、清潔步驟。本申請的高溫多孔陶瓷采用晶須材料，增強了多孔陶瓷的強度，且采用有機造孔劑和無機造孔劑復配，增加了產品的孔隙率，質量穩定。

技術領域

本申請涉及陶瓷領域，更具體地說，它涉及一種高溫多孔陶瓷及其制備方法。

背景技術

多孔陶瓷由于具有耐高溫、耐高壓、抗酸堿和耐有機介質腐蝕的特性，廣泛應用于如過濾器、催化劑載體、節能保溫材料、吸附材料、吸聲材料等多個領域；且多孔陶瓷的制備方法多種，包括添加造孔劑工藝、發泡工藝、溶膠凝膠工藝、固相燒結工藝等，使得多孔陶瓷的產品得到大量制備。而大量多孔陶瓷則應用至電子煙發熱體中，因而逐漸衍生涉及多孔陶瓷與電路結合的制備和應用。

電子煙陶瓷發熱體一般由用于導油的多孔陶瓷體以及設置在多孔陶瓷體上的發熱元件組成。目前的陶瓷發熱體制備技術一般是先制備多孔陶瓷生坯，經燒結后得到多孔陶瓷，經表面處理后在多孔陶瓷的表面印刷電子漿料，經過二次燒結后得到發熱體。目前關于制備陶瓷發熱體的技術較為成熟，但是從制備多孔陶瓷到印刷電路制成成品的廠家較少，主要原因是多孔陶瓷材料的制備具有挑戰性難度，質量難以控制。

目前在其他領域的多孔陶瓷基本采用礦物作為主體骨架，但礦物中會存在難以避免的重金屬雜質，且生產中的每批次礦物亦不穩定，在電子煙用陶瓷材料的行業中難以應用，因而電子煙用陶瓷材料較多采用化工級原材料，使得易于控制陶瓷體的雜質和質量。因而相關技術中有采用二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、硅酸鹽、氧化物、氮化物、碳化物等物料為原材料制備多孔陶瓷，但同時亦由于采用化工級原料制備多孔陶瓷，使得多孔陶瓷材料的強度等性能比礦物材料低。

因此，基于上述相關技術，申請人認為對于采用化工級原料制備的多孔陶瓷的強度等性能，仍有進一步開發研究的空間。

發明內容

為了解決化工級原料制備的多孔陶瓷強度較低等問題，本申請提供一種高溫多孔陶瓷及其制備方法。

第一方面，本申請提供一種高溫多孔陶瓷，采用如下的技術方案：

一種高溫多孔陶瓷，包括如下重量份的原料：

所述骨架材料為二氧化硅、氟化硅、氮化鋁、碳化硅中的至少一種；所述晶須材料為氧化鋁晶須、氧化硅晶須、氧化鋯晶須中的至少一種。

通過采用上述技術方案，制得的高溫多孔陶瓷具有較佳的抗彎強度、孔隙率、熱導率、耐高溫等性能；其中，采用晶須材料與基礎骨架材料混合，使得在多孔陶瓷內部形成網狀結構，再結合玻璃材料的加入，使得在燒結制備多孔陶瓷時，在玻璃材料的熔融粘附作用下，晶須材料與玻璃材料形成牢固的網絡結構，以增強了多孔陶瓷的強度，且形成的網絡結構使得多孔陶瓷產品具有較佳的耐高溫性能；而采用造孔劑可增加高溫燒結時的孔隙率。

優選的，所述骨架材料的目數為200-800目；所述晶須材料的長度為50-150μm，線徑為2-25μm；所述玻璃材料為熔融溫度在1100-1500℃的高溫玻璃。

通過采用上述特定目數的骨架材料，與其他物料成分分散均勻，且與特定長度和線徑的晶須材料相結合，能在多孔陶瓷內部形成網絡結構，提高多孔陶瓷的強度。而采用特定熔融溫度的高溫玻璃，在高溫燒結時形成熔融狀態，具有粘附作用，將骨架材料和晶須材料結合穩定，形成牢固的網絡結構。