[發明專利]一種氧化鎂多孔陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 202211268157.3
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115403406B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 謝建軍;孫明慧;王少龍;施鷹;章蕾;范靈聰;雷芳
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C04B38/10
• 分類號: C04B38/10;C04B35/04;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 上海熠澗知識產權代理有限公司 31442
• 代理人: 何靜生

本發明涉及一種氧化鎂多孔陶瓷的制備方法，屬于陶瓷材料技術領域。包括以下步驟：將MgO粉體，燒結助劑，水溶劑，減水劑，粘合劑，分散劑置于行星球磨機中以250r/min研磨2?4h得到混合均勻的漿料。將經過NaOH水溶液浸泡處理后表面粗糙的聚氨酯泡沫完全浸入制備好的漿料，取出并去除多余漿料，并反復進行該操作，直到骨架上的漿料不再增加后置于烘箱中干燥。將干燥的素坯置于馬弗爐燒結，降至室溫得到氧化鎂多孔陶瓷。將燒結得到的氧化鎂多孔陶瓷置于溶膠懸浮液中浸泡，再經高溫固化后得到力學性能提升的多孔陶瓷。本申請具有工藝簡單，制備周期短，氣孔率高、抗壓強度高，導熱系數低以及重復性好的優勢。

技術領域

本發明涉及陶瓷制備領域，具體是一種氧化鎂多孔陶瓷的制備方法。

背景技術

多孔陶瓷因其氣孔率高，比表面積大，強度高，容重低，耐高溫和耐酸堿腐蝕能力強，熱傳導率低，化學性能穩定在氣體、液體過濾、凈化分離、催化載體、保溫材料、生物材料、吸聲減震和傳感器材料等許多方面都有廣泛的應用。目前，多孔陶瓷的制備工藝有有機泡沫浸漬法，直接發泡法，添加造孔劑法，溶膠-凝膠法，冷凍干燥法。由于多孔陶瓷氣孔率大導致其力學性能差，這也引起研究人員的廣泛關注，不斷探索尋找低成本制備高強度多孔陶瓷的方法。

氧化鎂具有低密度、高熔點、高強度和優異的絕熱性能。采用氧化鎂作為多孔陶瓷的原料是提高其優異性能的根本途徑。且氧化鎂在磨光劑、黏合劑，人造纖維，食品加工建筑行業，化學工業，水處理等行業廣泛應用，是一種常見且成本低廉的化工原料。

多孔陶瓷大部分應用場景均需要高強度為前提，但多孔陶瓷具有三維連通孔道，導致大多數多孔陶瓷整體抗壓強度偏低低，無法兼并大孔隙率與高抗壓強度和低熱導。因此如何制備高抗壓強度的多孔陶瓷是當下急需解決的問題。

發明內容

本發明所解決的技術問題：針對現有多孔陶瓷抗壓強度較低，絕熱性能不高提出了一種氧化鎂多孔陶瓷的制備方法。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案包括以下步驟：

稱取一定量的氧化鎂粉體和輔助用劑，在常溫下進行球磨，得到混合均勻的氧化鎂漿料；

將聚氨酯泡沫浸入NaOH溶液處理，得到表面粗糙的聚氨酯泡沫模板；

將經過處理的聚氨酯泡沫模板完全浸入氧化鎂漿料中，取出并擠出多余漿料；重復浸入和擠出操作，直到聚氨酯泡沫模板上的漿料不再增加，得到多孔陶瓷素坯；

將多孔陶瓷素坯置于干燥箱中，恒溫干燥后燒結，得到氧化鎂多孔陶瓷；

將氧化鎂多孔陶瓷置于溶膠懸浮液中6-8h，高溫固化后得到力學性能提升的氧化鎂多孔陶瓷。

本申請還提供了一種氧化鎂多孔陶瓷，采用上述方法制備而成。

可選地，輔助用劑包括以下用劑的至少一種或其組合：燒結助劑，去離子水，減水劑，粘合劑，分散劑。

可選地，燒結助劑為氧化鋁，氧化釔，氧化鋯，二氧化硅的一種或幾種；減水劑為聚羧酸減水劑，密胺系減水劑，氨基磺酸鹽系減水劑，脂肪酸系減水劑中的一種或幾種；粘合劑為聚乙二醇，聚乙烯醇，硅溶膠，羧甲基纖維素鈉的一種或幾種；分散劑為聚丙烯酸鈉，甲基戊醇，聚丙烯酰胺，古爾膠，脂肪酸聚乙二醇脂，異丁烯與馬來酸酐共聚物等的一種或幾種。

可選地，行星球磨機球磨轉速為250r/min，球磨時間為2～4h，NaOH溶液濃度為20％，溶液溫度為60～80℃，浸泡時間為6～8h，反復浸漬漿料并將多余漿料擠出，擠出方法可以是平板擠壓法和滾壓法的一種。。

可選地，多孔陶瓷素坯的干燥溫度為80℃，干燥時間為24～72h。

可選地，燒結制度為以1℃/min從室溫升至500℃，預燒保溫2h，再以2℃/min升至1500～1600℃燒結并保溫1～5h后降至室溫。