多孔陶瓷及其制备方法与流程

文档序号:12991097阅读:2853来源:国知局
本发明属于陶瓷领域,具体涉及一种多孔陶瓷及其制备方法。
背景技术
:多孔陶瓷是具有三维网络结构的陶瓷材料,多孔陶瓷具有透过性好、比表面积高、吸收能量性能好以及低密度和低热传导性能,可制造各种过滤器、分离装置、多孔电极、催化剂载体、热交换器、气体传感器等,已广泛应用于化工、环保、能源、冶金、电子等领域。技术实现要素:本发明的目的提供一种多孔陶瓷及其制备方法,该多孔陶瓷孔隙均匀,过滤性好;同时化学性能稳定,机械强度高,综合性能优异。为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种多孔陶瓷,包括按重量份计的以下原料:三氧化二铝45-55份,莫来石30-50份、粘土0.5-8份,膨润土2-5份,大理石3-13份,分散剂1-3份,成孔剂10-20份。进一步地,所述成孔剂为淀粉、活性碳粉或木屑中的一种或几种。进一步地,所述分散剂为聚羧酸钠、聚丙烯酸钠或六偏磷酸钠。优选聚羧酸钠,具有极佳的分散效果。优选的方案中,所述原料还包括碳化硅10-20份和煤矸石10-20份。优选的方案中,所述原料还包括高岭土5-10份、mgo5-10份。优选的方案中,所述原料还包括磷酸二氢铝3-5份。本发明还涉及制备所述多孔陶瓷的方法,包括以下步骤:按配比称取各原料混合,先加水进行湿法球磨成浆料,然后用模具成型,并烘干至含水量在6%以下,最后高温烧结,即可得到多孔陶瓷。进一步地,球磨成浆料之后,将其干燥至含水量在10wt%以下,并放置12-24小时,然后进行成型操作。进行初步烘干,可以避免因含水量太多不易成型的情况发生,经一段时间放置,最好密闭保存,通过水分子迁移,使得物料的水含量一致,批次更为稳定。进一步地,所述高温烧结为在1100-1200℃烧结,保温时间为0.5-2h。本发明提供的多孔陶瓷具有以下有益效果:1、以三氧化二铝和莫来石作为主要基体材料,同时辅以少量的粘土和膨润土,具有耐高温,抗热震性优异,抗蠕变和抗侵蚀性好及弹性模量高的优点,同时加入一定量的大理石,进一步提高其强度和韧性,再通过分散剂提高其分散均匀度,通过成孔剂确保的孔隙率,得到孔隙均匀、机械强度高且综合性能优异的多孔陶瓷材料。2、添加的煤矸石中主要成分为sio2和al2o3,且其本身含有一定的有机质,在高温烧结时分解,高温燃烧后留下孔隙,有利于增加多孔陶瓷的显气孔率;另外,增加碳化硅进行烧结,可以进一步地提高机械强度高、抗氧化性及热稳定性能。3、由于配方中含有大量的三氧化二铝和莫来石,其烧结温度较高,一般在1200℃左右,由于采用高岭土和氧化镁作为烧结助剂,可以降低烧结温度,在1000-1100摄氏度进行烧结;另一方面,高岭土和氧化镁的加入有利于形成更多的气泡,促进内部形成三维网状结构,提高了提高了多孔陶瓷的孔隙率和强度。添加磷酸二氢铝可作为结合剂,进一步增加强度。具体实施方式下面结合实施例来进一步说明本发明,但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例1:三氧化二铝45份,莫来石30份、粘土0.5份,膨润土2份,大理石3份,聚羧酸钠1份,淀粉10份。实施例2:三氧化二铝55份,莫来石50份、粘土8份,膨润土5份,大理石13份,聚羧酸钠3份,活性碳粉20份。实施例3:三氧化二铝50份,莫来石40份、粘土5份,膨润土3份,大理石8份,分散剂2份,成孔剂15份。实施例4:三氧化二铝50份,莫来石40份、粘土5份,膨润土3份,大理石8份,六偏磷酸钠2份,淀粉10份、活性碳5份、碳化硅10份和煤矸石20份。实施例5:三氧化二铝50份,莫来石50份、粘土6份,膨润土2份,大理石10份,聚羧酸钠2份,淀粉10份、活性碳5份、高岭土10份、mgo10份。采用该配方在1000-1050℃即可进行烧结。实施例6:三氧化二铝55份,莫来石50份、粘土8份,膨润土5份,大理石13份,六偏磷酸钠2份,淀粉10份、活性碳5份、磷酸二氢铝3份。实施例7:三氧化二铝45份,莫来石50份、粘土5份,膨润土3份,大理石8份,聚丙烯酸钠2份,淀粉10份、活性碳5份、高岭土10份、mgo10份。实施例8:三氧化二铝50份,莫来石40份、粘土5份,膨润土3份,大理石10份,聚羧酸钠2份,淀粉10份、活性碳5份、碳化硅15份、煤矸石15份、高岭土10份、mgo10份、磷酸二氢铝4份。具体制备时:按配比称取各原料混合,先加水进行湿法球磨成浆料,然后用模具成型,并烘干至含水量在6%以下,最后高温烧结,即可得到多孔陶瓷。进一步地,球磨成浆料之后,将其干燥至含水量在10wt%以下,并放置12-24小时,然后进行成型操作。进一步地,所述高温烧结为在1100-1200℃烧结,保温时间为0.5-2h。上述实施例烧结完成后,进行性能测试,具体数据见下表1。表1:气孔率/%抗压强度/mpa实施例146.2121实施例250.1126实施例348.6130实施例451.9144实施例549.0132实施例648.5134实施例748.7140实施例852.3145当前第1页12
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