本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种复合泡沫陶瓷材料的制备方法。
背景技术：
泡沫陶瓷材料是指具有高温特性的多孔材料，其孔径从纳米级到微米级不等，气孔率在20%～95%之间。泡沫陶瓷一般可以分为两类，即开孔（网状）陶瓷材料以及闭孔陶瓷材料，这取决于各个孔穴是否具有固体壁面。如果形成泡沫体的固体仅仅包含于孔棱中，则称之为开孔陶瓷材料，其孔隙是相互连通的；如果存在固体壁面，则泡沫体称为闭孔陶瓷材料，其中的孔穴由连续的陶瓷基体相互分隔。但大部分泡沫陶瓷既存在开孔孔隙又存在少量闭孔孔隙。一般来说孔隙的直径小于2nm的为微孔材料；孔隙在2～50nm之间的为介孔材料；孔隙在50nm以上的为宏孔材料。
国际上美、英、日、德、瑞士等国家的泡沫陶瓷材料生产工艺日益先进，技术装备越来越自动化，已研制出多种材质、适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤器；我国虽然近几年发展迅猛，但目前从整体技术水平上与国外相比还有一定的差距。科学技术的快速发展使得泡沫陶瓷的应用领域又扩展到航空领域、电子领域、医用材料领域及生物化学领域等，成为人们日益关注的焦点。然而，现有泡沫陶瓷材料在孔径分布均匀、性能稳定和强度方面仍有待进一步提升，因此，制备高强度、孔径均匀、耐化学腐蚀、高度有序的泡沫陶瓷体是非常有必要的。
技术实现要素：
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种复合泡沫陶瓷材料的制备方法，以获得一种高强度、孔径均匀、耐化学腐蚀的泡沫陶瓷体材料，拓宽其应用范围。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种复合泡沫陶瓷材料，包含如下重量组份的各物质：四氮化三硅微粉20-30份、碳化锆微粉10-20份、硼镁矿微粉10-15份、柠檬酸铁铵4-8份、聚乙烯醇10-20份、乙胺丁醇15-20份、甲基丙烯酸月桂酯8-12份、三硬脂酸甘油酯9-14份、异丙醚6-10份、2-甲基丙烯醛5-10份。
优选的，所述四氮化三硅微粉25-30份、碳化锆微粉12-18份、硼镁矿微粉11-14份、柠檬酸铁铵5-7份、聚乙烯醇12-15份、乙胺丁醇16-19份、甲基丙烯酸月桂酯10-12份、三硬脂酸甘油酯11-13份、异丙醚7-9份、2-甲基丙烯醛6-8份。
优选的，所述四氮化三硅微粉27份、碳化锆微粉15份、硼镁矿微粉13份、柠檬酸铁铵6份、聚乙烯醇13份、乙胺丁醇18份、甲基丙烯酸月桂酯11份、三硬脂酸甘油酯12份、异丙醚8份、2-甲基丙烯醛7份。
一种复合泡沫陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将聚乙烯醇10-20份、乙胺丁醇15-20份、甲基丙烯酸月桂酯8-12份、三硬脂酸甘油酯9-14份、异丙醚6-10份混合后，超声分散5-15min，得到混合液；
S2：将四氮化三硅微粉20-30份、碳化锆微粉10-20份和硼镁矿微粉10-15份加入高速混合机中，以速率700-800rpm搅拌15-25min；
S3：将步骤S2中得到混合物加入步骤S1中混合液内，升高温度至80-100℃，边搅拌边滴加入柠檬酸铁铵4-8份和2-甲基丙烯醛5-10份，滴加完毕后保温反应30-40min；
S4：将步骤S3中得到的物质放入烧结炉中，以速率20-25℃/min升温至700-800℃，保温反应15-20min；随后以速率30-40℃/min升温至1200-1300℃，保温反应1.5-3.5h，待反应冷却后即可得到所述复合泡沫陶瓷材料。
优选的，步骤S1中所述超声分散的功率为3500W，超声分散10min。
优选的，步骤S2中所述速率为750rpm，搅拌18min。
优选的，步骤S3中所述温度为88℃，搅拌速率为500-700r/min，滴加时间为6min，保温反应35min。
优选的，步骤S4中以速率22℃/min升温至780℃，保温反应20min；以速率35℃/min升温至1260℃，保温反应2h。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述一种复合泡沫陶瓷材料的制备方法，以四氮化三硅微粉和碳化锆微粉为主体，辅以加入柠檬酸铁铵、甲基丙烯酸月桂酯、乙胺丁醇、硼镁矿等化学物质，经搅拌、浸渍、烧结、冷却等工艺制备得到高强度、孔径均匀、耐化学腐蚀的泡沫陶瓷体材料。该陶瓷材料强度1.5-3MPa，平均孔径为8-10μm，在pH4.0酸溶液中和pH9.0的碱溶液中浸泡24h，强度和孔径变化较小，稳定性能优异。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：将聚乙烯醇10份、乙胺丁醇15份、甲基丙烯酸月桂酯8份、三硬脂酸甘油酯9份、异丙醚6份混合后，在功率3500W下超声分散5min，得到混合液；
S2：将四氮化三硅微粉20份、碳化锆微粉10份和硼镁矿微粉10份加入高速混合机中，以速率700rpm搅拌15min；
S3：将步骤S2中得到混合物加入步骤S1中混合液内，升高温度至80℃，以速率500r/min边搅拌边滴加入柠檬酸铁铵4份和2-甲基丙烯醛5份，滴加时间为6min，滴加完毕后保温反应30min；
S4：将步骤S3中得到的物质放入烧结炉中，以速率20℃/min升温至700℃，保温反应15min；随后以速率30℃/min升温至1200℃，保温反应1.5h，待反应冷却后即可得到所述复合泡沫陶瓷材料。
经检测，该陶瓷材料强度1.5MPa，平均孔径为8μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的碱溶液中浸泡24h后强度强度为1.45MPa，平均孔径为8.5μm。
实施例2
S1：将聚乙烯醇20份、乙胺丁醇20份、甲基丙烯酸月桂酯12份、三硬脂酸甘油酯14份、异丙醚10份混合后，在功率3500W下超声分散15min，得到混合液；
S2：将四氮化三硅微粉30份、碳化锆微粉20份和硼镁矿微粉15份加入高速混合机中，以速率800rpm搅拌25min；
S3：将步骤S2中得到混合物加入步骤S1中混合液内，升高温度至100℃，以速率700r/min边搅拌边滴加入柠檬酸铁铵8份和2-甲基丙烯醛10份，滴加时间为6min，滴加完毕后保温反应40min；
S4：将步骤S3中得到的物质放入烧结炉中，以速率25℃/min升温至800℃，保温反应20min；随后以速率40℃/min升温至1300℃，保温反应3.5h，待反应冷却后即可得到所述复合泡沫陶瓷材料。
经检测，该陶瓷材料强度2MPa，平均孔径为8.5μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的碱溶液中浸泡24h后强度强度为1.86MPa，平均孔径为8.9μm。
实施例3
S1：将聚乙烯醇12份、乙胺丁醇19份、甲基丙烯酸月桂酯10份、三硬脂酸甘油酯11份、异丙醚7份混合后，在功率3500W下超声分散5min，得到混合液；
S2：将四氮化三硅微粉25份、碳化锆微粉12份和硼镁矿微粉11份加入高速混合机中，以速率700rpm搅拌15min；
S3：将步骤S2中得到混合物加入步骤S1中混合液内，升高温度至80℃，以速率500r/min边搅拌边滴加入柠檬酸铁铵5份和2-甲基丙烯醛6份，滴加时间为6min，滴加完毕后保温反应30min；
S4：将步骤S3中得到的物质放入烧结炉中，以速率20℃/min升温至700℃，保温反应15min；随后以速率30℃/min升温至1200℃，保温反应2h，待反应冷却后即可得到所述复合泡沫陶瓷材料。
经检测，该陶瓷材料强度2.5MPa，平均孔径为9μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的碱溶液中浸泡24h后强度强度为2.42MPa，平均孔径为9.4μm。
实施例4
S1：将聚乙烯醇15份、乙胺丁醇16份、甲基丙烯酸月桂酯12份、三硬脂酸甘油酯13份、异丙醚9份混合后，在功率3500W下超声分散15min，得到混合液；
S2：将四氮化三硅微粉30份、碳化锆微粉18份和硼镁矿微粉14份加入高速混合机中，以速率800rpm搅拌25min；
S3：将步骤S2中得到混合物加入步骤S1中混合液内，升高温度至100℃，以速率700r/min边搅拌边滴加入柠檬酸铁铵7份和2-甲基丙烯醛8份，滴加时间为6min，滴加完毕后保温反应40min；
S4：将步骤S3中得到的物质放入烧结炉中，以速率25℃/min升温至800℃，保温反应20min；随后以速率40℃/min升温至1300℃，保温反应3h，待反应冷却后即可得到所述复合泡沫陶瓷材料。
经检测，该陶瓷材料强度2.8MPa，平均孔径为8.6μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的碱溶液中浸泡24h后强度强度为2.73MPa，平均孔径为9.4μm。
实施例5
S1：将聚乙烯醇13份、乙胺丁醇18份、甲基丙烯酸月桂酯11份、三硬脂酸甘油酯12份、异丙醚8份混合后，在功率3500W下超声分散10min，得到混合液；
S2：将四氮化三硅微粉27份、碳化锆微粉15份和硼镁矿微粉13份加入高速混合机中，以速率750rpm搅拌18min；
S3：将步骤S2中得到混合物加入步骤S1中混合液内，升高温度至88℃，以速率600r/min边搅拌边滴加入柠檬酸铁铵6份和2-甲基丙烯醛7份，滴加时间为6min，滴加完毕后保温反应35min；
S4：将步骤S3中得到的物质放入烧结炉中，以速率22℃/min升温至780℃，保温反应20min；随后以速率35℃/min升温至1260℃，保温反应2h，待反应冷却后即可得到所述复合泡沫陶瓷材料。
经检测，该陶瓷材料强度3MPa，平均孔径为10μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的碱溶液中浸泡24h后强度强度为2.87MPa，平均孔径为10.2μm。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。