[发明专利]一种氧化铝基多孔陶瓷粉体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种氧化铝基多孔陶瓷粉体及其制备方法和应用。

背景技术

氧化铝基多孔陶瓷具有耐高温、抗腐蚀、电绝缘性优良、介电损耗小、高孔隙率等优点，使其在气体和液体过滤器、催化剂载体、高级保温材料、生物材料和传感器等方面具有广泛的应用前景。

目前现有的制备氧化铝基多孔陶瓷的方法主要有添加造孔剂法、颗粒堆积法、发泡法、溶胶凝胶法、有机泡沫浸渍法等，上述制备工艺都需采用烧结工艺，由于氧化铝为离子键化合物，扩散系数低，熔点高，使得氧化铝陶瓷需在较高温度(通常为1600℃)下烧结才能实现烧结，无形中增加了氧化铝基多孔陶瓷的制造成本。

发明内容

针对现有技术烧结温度高，成本高等问题，本发明提供一种氧化铝基多孔陶瓷粉体及其制备方法和应用。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种氧化铝基多孔陶瓷粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铝、锆、钇的硝酸盐与去离子水进行混合，并加入尿素或水溶性淀粉，得到原料混合液；

(2)将所述原料混合液进行加热、搅拌处理，得到粉体前驱体胶体；

(3)将所述前驱体胶体置于马弗炉中，于300～400℃条件下进行低温引燃，得到氧化铝基多孔陶瓷粉体。

相对于现有技术，本发明提供的氧化铝基多孔陶瓷粉体的制备方法，工艺简单，操作方便，以铝、锆、钇的硝酸盐为主要原料，添加尿素或水溶性淀粉作为低温燃料，降低烧结温度，降低生产成本，同时，尿素或水溶性淀粉作为还原剂还原铝、锆、钇的硝酸盐，通过低温引燃得到氧化铝基多孔陶瓷粉体。

进一步地，本发明还提供了氧化铝基多孔陶瓷材料的制备方法。该制备方法，包括以下步骤：

(11)将铝、锆、钇的硝酸盐与去离子水进行混合，并加入尿素或水溶性淀粉，得到原料混合液；

(12)将所述原料混合液进行加热、搅拌处理，得到粉体前驱体胶体；

(13)将所述前驱体胶体置于马弗炉中，于300～400℃条件下进行低温引燃，得到氧化铝基多孔陶瓷粉体；

(14)将氧化铝基多孔陶瓷粉体进行压制成型处理后，在马弗炉中进行烧结处理，得到氧化铝基多孔陶瓷材料。

相对于现有技术，本发明提供的氧化铝基多孔陶瓷材料的制备方法，以铝、锆、钇的硝酸盐为主要原料，添加尿素或水溶性淀粉做为低温燃料，降低烧结温度，降低生产成本；同时，尿素或水溶性淀粉作为还原剂还原铝、锆、钇的硝酸盐，燃烧后分别生成纳米氧化铝、氧化锆、氧化钇，其中氧化铝作为多孔陶瓷基体，纳米氧化铝可改善多孔陶瓷的孔隙结构，氧化锆附着在氧化铝基体的表面，可以抑制氧化铝晶粒的长大，起到稳定孔隙结构的作用，氧化钇作为稳定剂，增大氧化锆以四方晶相存在的可能；而烧结过程中，过量的尿素或水溶性淀粉作为造孔剂使陶瓷材料形成微孔，纳米氧化铝、氧化锆、氧化钇和低温燃料协同作用，改善了氧化铝基多孔陶瓷材料的孔隙结构和机械性能，使氧化铝基多孔陶瓷孔隙率>50％，吸水率介于26％～30％，材料弯曲强度介于35～46MPa。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中氧化铝基多孔陶瓷材料断面的SEM图谱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种氧化铝基多孔陶瓷粉体的制备方法，该氧化铝基多孔陶瓷粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铝、锆、钇的硝酸盐水溶液进行混合，并加入尿素或水溶性淀粉，得到原料混合液；

(2)将所述原料混合液进行加热、搅拌处理，得到粉体前驱体胶体；

(3)将所述前驱体胶体置于马弗炉中，于300～400℃条件下进行低温引燃，得到氧化铝基多孔陶瓷粉体。