[發明專利]一種六鋁酸鈣/鈦酸鋁多孔陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 202110056462.5
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112759416B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 余俊;李晶楊;趙惠忠;張寒
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B33/132
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種六鋁酸鈣/鈦酸鋁多孔陶瓷及其制備方法。其技術方案是：以55～65wt％的鈦鐵渣微粉、15～20wt％的氫氧化鋁微粉、10～20wt％的勃姆石和5～15wt％的α?Al₂O₃微粉為原料，外加所述原料20～25wt％的淀粉和1～2wt％的硼砂，混合，得混合料；將所述混合料在球磨機中干混30～60min，再外加所述原料2～5wt％的有機結合劑，球磨30～35min；在50～55MPa條件下機壓成型，在100～110℃條件下干燥12～24h，然后在1350～1500℃條件下保溫2～3h，制得六鋁酸鈣/鈦酸鋁多孔陶瓷材料。本發明具有成本低廉和和工藝簡單的優點，所制備的六鋁酸鈣/鈦酸鋁多孔陶瓷氣孔率高、熱導率低、物相穩定不易分解、常溫強度較大和熱震穩定性優良。

技術領域

本發明屬于多孔陶瓷技術領域。具體涉及一種六鋁酸鈣/鈦酸鋁多孔陶瓷及其制備方法。

背景技術

鈦鐵渣是鋁熱還原法冶煉鐵鈦合金時產生的廢棄物。據統計，每生產一噸鈦鐵合金，排放鈦鐵渣1.1～1.5t。鈦鐵渣的主要化學成分為Al₂O₃、CaO和TiO₂等，主晶相為六鋁酸鈣、鈦鋁酸鈣和鈦酸鈣等。未處理的爐渣會造成一定的環境問題，故對鈦鐵渣利用的研究已引起本領域技術人員的關注。“一種以鈦鐵渣為主料的隔熱耐火材料及其制備方法(CN106882973A)”、“一種鈦鋁酸鈣隔熱耐火材料及其制備方法(CN108558417A)”專利技術，通過溶膠凝膠法和發泡法制備的隔熱耐火材料雖然具有較低的導熱系數，但是采用溶膠凝膠法和發泡法造孔不僅工藝復雜且增加了制備成本，降低了材料的強度。

鈦酸鋁多孔陶瓷具有強度高、比表面積大、吸附性好和抗熱震性能好等優點，被廣泛應用到高溫過濾器、催化劑載體和保溫材料等領域。“一種多孔鈦酸鋁陶瓷的制備方法(CN105110813A)”采用溶膠凝膠法制備了多孔鈦酸鋁陶瓷，但是忽略了鈦酸鋁在700～1300℃條件下不穩定易分解、失去優良的熱震穩定性的缺點。文獻(陸洪彬.穩定鈦酸鋁及鈦酸鋁—莫來石復相陶瓷的研究[D].南京工業大學，2006.)采用外加添加劑抑制鈦酸鋁分解，促進鈦酸鋁的合成，制備了穩定的鈦酸鋁—莫來石復相陶瓷，但是該材料氣孔率低、熱導率高，無法應用在多孔陶瓷領域。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的在于提供一種成本低廉和工藝簡單的六鋁酸鈣/鈦酸鋁多孔陶瓷的制備方法，用該方法制備的多孔陶瓷材料的氣孔率高、熱導率低、物相穩定不易分解、常溫強度較大和熱震穩定性優良。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：以55～65wt％的鈦鐵渣微粉、15～20wt％的氫氧化鋁微粉、10～20wt％的勃姆石和5～15wt％的α-Al₂O₃微粉為原料，外加所述原料20～25wt％的淀粉和1～2wt％的硼砂，混合，得混合料；將所述混合料在球磨機中干混30～60min，再外加所述原料2～5wt％的有機結合劑，球磨30～35min；在50～55MPa條件下機壓成型，在100～110℃條件下干燥12～24h，然后在1350～1500℃條件下保溫2～3h，制得六鋁酸鈣/鈦酸鋁多孔陶瓷材料。

所述鈦鐵渣微粉的主要化學成分是：Al₂O₃≥73wt％，CaO≥10wt％，TiO₂≥11wt％，Fe₂O₃≥0.6wt％，MgO≥1.4wt％；所述鈦鐵渣微粉的密度為3.28g/cm³，鈦鐵渣微粉的粒度≤60μm。

所述氫氧化鋁微粉的Al₂O₃含量≥65wt％；氫氧化鋁微粉的粒度≤10μm。

所述勃姆石微粉的Al₂O₃含量≥84wt％；勃姆石微粉的粒度≤20μm。