[发明专利]蜂窝状发热陶瓷及其制备方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及蜂窝状发热陶瓷及其制备方法，属于节能环保技术领域。 

背景技术

蜂窝状陶瓷材料的孔形状为正六边形，是一种与蜂蜜的巢穴极其相似的陶瓷材料。蜂窝结构属于多孔陶瓷中一种比较特殊的结构，是一种多孔的不连续材料，且实体部分的截面积很小，因此蜂窝状陶瓷的密度比较小，是一种很轻的材料。 

蜂窝状陶瓷作为一种新型陶瓷材料, 越来越受到人们的重视。近年来, 随着制备技术的发展, 其应用范围不断扩大, 应用水平也不断提高。与传统的颗粒状陶瓷载体相比, 多孔状蜂窝状陶瓷载体具有压力降小、 几何表面大、 扩展距离短、 有利于反应物的进入和生成物的排出,并可缩小反应器的体积等优点。因此蜂窝状陶瓷特别适用于汽车尾气处理、烟气的净化、蓄热体以及红外辐射燃烧板等方面。 

随着科技的不断发展，20世纪 90年代初又出现了蜂窝状发热陶瓷，与传统的蓄热体相比，其蓄热室发生了巨大变化—从原来的格子砖发展成为陶瓷小球,又发展为蜂窝状陶瓷,使蓄热室的比表面积急剧增大、体积明显减小、换向时间大大缩短、换热性能得到极大提高,污染物排放量也远低于环保局规定的排放标准。但是目前所制作的蜂窝状发热陶瓷仍然存在室温电阻率较大、致密度和硬度较小的缺点，需要进一步进行改进。本申请人对中国专利公报进行了检索，尚未发现蜂窝状发热陶瓷方面的专利申请的报道。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种蜂窝状发热陶瓷及其制备方法，它可以有效解决现有技术中存在的问题，特别是蜂窝状发热陶瓷的室温电阻率较大、致密度和硬度较小的问题。 

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种蜂窝状发热陶瓷，它由混合陶瓷粉制备而成；所述的混合陶瓷粉，按照摩尔百分比计算，由96%的MgAl₂O₄、1%～3%的SiO₂和3%～1%的TiO₂组成。 

具体的，它由混合陶瓷粉制备而成；所述的混合陶瓷粉，按照摩尔百分比计算，由96%的MgAl₂O₄、2%的SiO₂和2%的TiO₂组成。 

所述的MgAl₂O₄由摩尔比为1:1的Al₂O₃和MgO反应生成。 

具体的，所述的Al₂O₃为a-Al₂O₃。 

前述的蜂窝状发热陶瓷的一种制备方法，将由MgAl₂O₄、SiO₂和TiO₂组成的混合陶瓷粉进行研磨，添加分散剂后球磨8～24h，得发热陶瓷粉末材料；将该发热陶瓷粉末材料进行干燥、练泥、陈腐，并利用挤出机挤出成型，得坯体；对坯体进行干燥及烧结处理，所述的烧结处理具体包括：将排出水分后的干燥坯体在室温条件下以5℃/min的速度升温至150℃后保温30min，再以5℃/min的速度升温至850℃保温120min，再以10℃/min的速度升温至1300～1600℃保温1～5h后，将坯体冷却到50℃以下，得蜂窝状发热陶瓷样品；在蜂窝状发热陶瓷样品上制备电极，得蜂窝状发热陶瓷。 

具体的，将由MgAl₂O₄、SiO₂和TiO₂组成的混合陶瓷粉进行研磨，添加分散剂后球磨20h，得发热陶瓷粉末材料；将该发热陶瓷粉末材料进行干燥、练泥、陈腐，并利用挤出机挤出成型，得坯体；对坯体进行干燥及烧结处理，所述的烧结处理具体包括：将排出水分后的干燥坯体在室温条件下以5℃/min的速度升温至150℃后保温30min，再以5℃/min的速度升温至850℃保温120min，再以10℃/min的速度升温至1600℃保温2h后，将坯体冷却到50℃以下，得蜂窝状发热陶瓷样品；在蜂窝状发热陶瓷样品上制备电极，得蜂窝状发热陶瓷。 

前述方法中，所述的MgAl₂O₄，由摩尔比为1:1的Al₂O₃和MgO混合、球磨后，放入电阻炉中升温至1200℃并保温120min烧结即得。