[发明专利]导电Ti3AlC2蜂窝陶瓷及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种导电Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷，其特征在于：该Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷具有贯通孔结构，其通孔形状为四方孔，孔密度200-300孔/in²，壁厚0.3-0.4mm；Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷中，Ti₃AlC₂所占的重量百分比为99-100%。

2.按照权利要求1所述的导电Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷，其特征在于：导电Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷的孔结构为两种：一种孔密度300孔/in²，壁厚0.4mm；另一种孔密度200孔/in²，壁厚0.3mm。

3.按照权利要求1所述的导电Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于，该制备方法的具体步骤如下：

（1）配料

按配比称量Ti₃AlC₂陶瓷粉料和结合剂，结合剂为下列物质中的一种或两种以上物质的混合物：淀粉、糊精、聚乙烯醇、墙纸胶粉，结合剂占陶瓷粉料重量的5-10%；

（2）湿混

将混合料倒入滚筒磨或者行星磨中，加入无水乙醇为介质进行湿混，球磨介质为玛瑙球或者聚氨酯球或者钢球，混合料与无水乙醇体积比为3∶2-2∶1，球料重量比为0.5-2，混料时间为6-12小时；

（3）炼泥

待混合料自然晾干后，加入去离子水、增塑剂进行手工混炼或者放入炼泥机中进行炼泥，去离子水加入量为陶瓷粉料重量的12-16%，增塑剂为甘油，加入量为陶瓷粉料重量的1-3%，均匀后加入润滑剂，润滑剂为下列物质中的一种或两种以上物质的混合物：桐油、硬脂酸、矿物油、食用植物油，继续混炼，最终获得陶瓷泥坯，润滑剂加入量为陶瓷粉料重量的0.5-1%；

（4）陈腐

将陶瓷泥坯用保鲜膜包住，放在阴凉潮湿处进行陈腐备用；

（5）挤出

将陈腐好的泥料通过蜂窝陶瓷真空挤出成型机挤出，挤出压力为15-20MPa，挤出速率为5-15mm/s；

（6）切割

用金属丝对挤出的蜂窝陶瓷生坯按照所需尺寸进行切割；

（7）干燥

将蜂窝陶瓷生坯放在干燥箱中干燥，第一阶段干燥制度为60-90℃，12-48小时，第二阶段干燥制度为110-150℃，12-48小时；

（8）烧成

将干燥后的蜂窝陶瓷生坯置入氧化铝坩埚中，在氧化铝管式炉内进行高温处理，炉内气氛为流动的高纯氩气，其体积浓度≥99.999%，升温速率为2-10℃/min，烧结温度1300-1500℃，保温时间0.5-3小时，结合剂、增塑剂、润滑剂在该阶段挥发除掉，获得导电Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷。

4.按照权利要求3所述的导电Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于，Ti₃AlC₂陶瓷粉料的粒度2-5微米。

5.按照权利要求1所述的导电Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷的用途，其特征在于，Ti₃AlC₂作为一种典型的MAX相陶瓷，利用其优良的导电性直接进行电加热，热膨胀系数与催化剂活性层的匹配性，使得挤出成型法制备的具有贯通孔结构的Ti₃AlC₂蜂窝陶瓷，可用作汽车尾气净化用催化剂载体材料。