[发明专利]一种莫来石晶须增强钙长石多孔陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种莫来石晶须增强钙长石多孔陶瓷材料，其特征在于：所述多孔材料使用如下原料：γ-Al₂O₃(～9μm)、α-Al₂O₃(～4μm，市售)、SiO₂(～4μm，市售)、AlF₃·3H₂O(分析纯)、CaCO₃(～0.8μm)。

2.权利要求1所述的晶须增强钙长石多孔陶瓷材料中莫来石晶须的制备采用粉末煅烧法，其主要包括如下步骤：

1)将γ-Al₂O₃、SiO₂和AlF₃·3H₂O按照一定的比例称量；

2)将步骤1)中的混合粉体以无水乙醇为溶剂进行混合球磨24小时；

3)将步骤2)后的浆料置于鼓风干燥箱中干燥48小时；

4)将步骤3)干燥后的混合均匀的粉体过120目筛处理；

5)将步骤4)后的粉体自然堆积在密闭的氧化铝坩埚中无压烧结，制得莫来石晶须粉体。

3.根据权利要求2所述的晶须制备方法，其特征在于：步骤1)中的原料比例为Si：Al＝1:1.4，氟化铝含量为10wt.％；步骤5)中烧结温度为1450℃，保温时间为6小时。

4.权利要求1所述的多孔陶瓷材料的制备方法为泡沫注凝法制备坯体，无压烧结获得材料，其主要包括如下步骤：

1)将去离子水、有机单体、交联剂和分散剂配制成预混液；

2)按将α-Al₂O₃、SiO₂和CaCO₃按照钙长石化学计量比称量，并与一定量的晶须粉一起加入到预混液中球磨混合约12小时；

3)在步骤2)后混匀的浆料中加入一定量的发泡剂与稳泡剂并进行快速机械搅拌发泡，再依次缓慢加入催化剂及引发剂并快速搅拌，最后将充分混合的浆料注入模具中；

4)将步骤3)室温固化后的生坯进行脱模干燥；

5)将步骤4)干燥好的坯体进行无压烧结，制得莫来石晶须增强的钙长石多孔陶瓷材料。

5.根据权利要求4所述的生坯成型工艺，其特征在于：步骤1)中的有机单体为丙烯酰胺，交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，分散剂为聚丙烯酸铵。其中，去离子水、有机单体和交联剂质量比分别为100:10:1，分散剂为原料粉体的0.5wt.％。

6.根据权利要求4所述的生坯成型工艺，其特征在于：步骤2)中所述的浆料固相含量为25vol.％；步骤2)中所述的晶须含量为0～70mol％。

7.根据权利要求4所述的生坯成型工艺，其特征在于：步骤3)所述发泡剂的浓度控制在0.5或1g/L，且加入催化剂和引发剂前应使浆料充分发泡均匀，机械搅拌操作均在空气中进行。

8.根据权利要求4所述的生坯成型工艺，其特征在于：步骤4)所述的干燥采用微波循环干燥的方法，以保证坯体均匀干燥不开裂。

9.根据权利要求4所述的生坯烧结工艺，其特征在于：步骤5)所述生坯烧结和排胶一起进行，排胶温度选取为600℃，保温1小时。烧结温度为1450℃，升温速率为2℃/min，保温5h后随炉冷却。