[发明专利]微纳米球材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，特别是涉及一种微纳米球材料及其制备方法。

背景技术

现今，陶瓷材料的运用越来越广，人们普遍将陶瓷以球型中空陶粒的形式作为原料进行使用，例如申请号00110161.7的专利公开了一种“轻质粉煤灰陶粒及其制造工艺”，类似的专利甚多，人们了解到中空的陶瓷材料作为原料，其使用效果最理想，但由于人们普遍用粉煤灰为原料来制成陶瓷材料，粉煤灰由于含碳含铁量都较高，要生产微纳米级中空陶粒难度大，又由于生产出的微纳米陶粒内的中空过大，使陶粒极易破碎，严重影响陶粒的质量，又由于其颗粒体积过大，难以达到理想的效果。

发明内容

本发明微纳米球材料解决了上述技术的不足，其为微纳米网状中空结构，在使用时，可达到纳米效应，且不易破碎。

为了达到上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种微纳米球材料，以重量百分比计，其包含以下组分：植物纤维：10%—20%、二氧化硅：75%—85%、二氧化钛：2%—3%、三氧化二铝：2%—10%，各组分总和为100重量%。

进一步的，所述二氧化硅、所述二氧化钛、所述三氧化二铝通过沙子粉碎制得。

进一步的，以重量百分比计，所述沙子中二氧化硅含量为80%-85%。

进一步的，所述微纳米球材料为网状中空球形。

一种制成所述的微纳米球材料的制备方法，它包括如下步骤：

1）将沙子进行除杂，使其内的组分含量为二氧化硅：75%—85%、二氧化钛：2%—3%、三氧化二铝：2%—10%，各组分总和为100重量%； 

2）将所述沙子在对碰式气流粉碎机中进行干法粉碎后，形成325目筛-1250目筛的沙粉，备用； 

3）将竹叶和竹秸杆在气流粉碎机中进行湿法粉碎，制得竹纤维粉，备用；

4）将所述沙粉和所述竹纤维粉混合均匀，形成含80%沙粉和20%竹纤维粉的混合粉体； 

5）将所述混合粉体通过喷枪形成的气流进入高温烧结炉中，使其在旋转的气流作用下做离心运动，形成中空球体，并同时在高温烧结炉中烧结，使所述中空球体中的竹纤维粉在烧结炉的微波高温下瞬间燃烬，从中空球体中脱离，使其形成网状中空微球，即微纳米球材料；

6）将所述微纳米球材料放入收集器中冷却后，经多级分级装置分选出不同级数的纳米级和微米级的微纳米球材料。

进一步的，所述烧结炉的微波高温为1800℃-2100℃。

进一步的，所述混合粉体烧结的时间为8秒—10秒钟。

进一步的，所述喷枪为四面送风，用于在烧结炉中形成旋转的气体。

进一步的，将所述微米级的微纳米球材料的表面通过天然纳米材料凹凸棒土进行活化处理，使其具有纳米效应。

进一步的，所述喷枪的送风口设置在烧结炉1/3的高度处。

采用上述技术方案，本发明的技术效果有：

1、本发明将沙子作为产品的主要原料，降低了制作成本，变废为宝。

2、本发明微纳米球材料表面呈网状镂空，增大了比表面积，加大了其抗压能力，使其不易破碎。

3、本发明通过加入植物纤维的方式，使其表面形成镂空网状中空球状。

4、本发明微纳米球材料为纳米级，使其在作为材料使用时，能达到纳米效应。

5、本发明微纳米球新材料表面经过天然纳米材料活化处理后，在使用时，使其表面达到纳米效应。

具体实施方式

本发明中的微纳米球材料，以重量百分比计，其包含以下组分：：植物纤维：10%—20%、二氧化硅：75%—85%、二氧化钛：2%—3%、三氧化二铝：2%—10%，各组分总和为100重量%；其中，植物纤维可为竹纤维，竹纤维可以从竹叶和竹秸秆中制得，二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝可以从沙子和粉煤灰中制得，其中，沙子的二氧化硅的含量需为80%-85%，粉煤灰的二氧化硅的含量需高于60%才能作为本发明的原料使用，本发明将沙子作为产品的主要原料，不仅降低了成本，还变废为宝，本发明的微纳米球材料为网状中空球体，增大了比表面积，使其加大了抗压能力，不易破碎，球形的直径为5um-100nm，使其在作为材料使用时，能达到纳米效应；还可在微纳米球材料的表面通过天然纳米材料进行活化处理，天然纳米材料可选凹凸棒土，凹凸棒土为晶体形状为棒状、纤维状、针状，长0.5-5微米，宽0.05-0.15微米,为2:1型粘土矿物,即两层硅氧四面体,一层铝氧八面体，是具有纳米通道结构的天然纳米结构矿物材料。