[发明专利]一种氧化铝通孔陶瓷阀的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于多孔陶瓷材料技术领域，具体涉及一种氧化铝通孔陶瓷阀的制备方法。

背景技术

多孔氧化铝陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、化学稳定性好，气孔率高等特点，在化工、环保、生物、能源、冶金等领域得到了广泛应用。应用领域不同对多孔氧化铝陶瓷的性能指标要求也不同。例如作为建筑隔热和耐热材料，要求陶瓷内部的气孔以闭气孔形式存在，闭气孔的存在，使得热传播中的对流减弱，从而降低了其放热效率，同时，由于多孔结构的存在，使得热辐射经过散射、反射和吸附减弱到极限，使得其抗震性能优良、热传导率低而被用于建筑隔热和耐热材料。但作为过滤材料或通气阀的多孔陶瓷对孔径要求较高，除了孔径尺寸及分布均匀性要求外，还要求气孔为通孔。同时，由于多孔陶瓷阀的形状复杂，并需要等净尺寸成型，传统的成型工艺难以满足要求，而凝胶注模成型法是利用有机单体聚合将陶瓷粉料悬浮体原位固化，然后经干燥、排胶、烧结等工艺过程制备形状复杂的近净尺寸陶瓷部件。但现有的技术对通孔气孔率大小、均匀性一致性的控制有限。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种氧化铝通孔陶瓷阀的制备方法，该制备方法可制备外形复杂、气孔分布均匀且满足一定机械强度的氧化铝通孔陶瓷阀。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种氧化铝通孔陶瓷的制备方法，以氧化铝粉、有机单体、交联剂、分散剂、铝粉以及烧结助剂为原料，加入一定量的水中，经球磨制得浆料，所述水由氨水调节pH值为8.0～9.0，再向所述浆料中加入引发剂，经成型、干燥、排胶以及烧结过程，制得氧化炉通孔陶瓷阀，其中，氧化铝粉加入量为氧化铝粉与水质量总和的65％～75％，有机单体加入量为氧化铝粉质量的4％～5％，交联剂加入量为有机单体质量的5％～8％，分散剂量加入量为氧化铝粉质量的20％～44％，铝粉加入量为水质量的2％～8％，烧结助剂的加入量为氧化铝粉质量的2.6％～5.2％，引发剂的加入量为浆料体积的0.6％～3.5％。

按照以上方法所述的质量配比，具体包括以下步骤：

(1)制备浆料：取水，使用氨水调节pH值为8.0～9.0，将氧化铝粉、有机单体、交联剂和水混合球磨2～3小时，再加入铝粉和烧结助剂，球磨0.5～1小时后得到悬浮稳定的浆料备用；

(2)成型及干燥：取步骤(1)制得的浆料中，按加入引发剂并混合均匀，采用常规技术注模，注模后在55℃的条件下恒温凝固，1～2小时后脱膜，脱膜后的湿坯在55℃的条件下干燥5小时，然后自然冷却至室温，制得初坯；

(3)排胶：以200～300℃/小时的升温速率，将步骤(2)得到的初坯加热至300～400℃，并在300℃的条件下保温1～2小时。

(4)烧结：在步骤(3)的基础上，以300～400℃/小时的升温速率升温至1250-1300℃，保温1.5～3小时后随炉冷却至常温，制得氧化铝通孔陶瓷阀烧结体。

以上方法中，所述分散剂为木质素磺酸钠。

以上方法中，所述有机单体为丙烯酰胺。

以上方法中，所述交联剂为亚甲基双丙烯酰胺。

以上方法中，所述引发剂为过硫酸铵，其浓度为3mol/L。

以上方法中，所述烧结助剂为二氧化硅和二氧化钛，所述二氧化硅的加入量为氧化铝粉的1.8％～3.6％，所述二氧化钛的加入量为氧化铝粉的0.8％～1.6％。

以上方法中，所述铝粉粒径为40～50μm。