[发明专利]一种氧化铝短纤增强氧化镁基泡沫陶瓷过滤器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种能在低温下实现烧结的、化学稳定性和抗热震性优异的氧化铝短纤增强氧化镁基泡沫陶瓷过滤器及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：(1)按照质量百分比将15％～25％纳米铝溶胶，0.8％～1.5％流变剂，其余为含氧化铝短纤、纳米二氧化钛的氧化镁陶瓷粉料进行配料，添加无水乙醇球磨混合均匀后制成固含量为60％～70％的陶瓷浆料；(2)将聚氨酯泡沫塑料模版浸入到陶瓷浆料中，通过辊压机挤压聚氨酯泡沫塑料模版去除多余的浸挂浆料后制成素坯，然后在40℃～50℃通风室去除乙醇溶剂使素坯干燥；(3)将干燥的素坯放入烧结炉内，升温至1350℃～1550℃温度下进行高温烧结，随炉冷却至室温得到氧化镁基泡沫陶瓷过滤器。

技术领域

本发明涉及一种氧化镁基泡沫陶瓷过滤器及其制备方法，具体是一种氧化铝短纤增强氧化镁基泡沫陶瓷过滤器及其制备方法，属于金属材料与冶金领域。本发明所制备的过滤器特别适用于镁及其合金熔体的过滤净化，亦可以用于铝及其合金熔体的过滤净化。

背景技术

镁的化学性质活泼，在铸造及加工过程中，极易与氧、氮及水蒸气发生化学反应，生成的产物残留在镁中，影响制品的内部质量，恶化制品性能。根据镁合金中夹杂物的种类和性质，一般将夹杂物分为金属夹杂和非金属夹杂两大类：(1)金属夹杂物：镁合金在原镁生产和后期加工过程中，会不可避免的引入一些金属单质或者金属化合物夹杂，它们以粒子状、簇状等形态残留在镁合金的基体或者晶界上，主要包括金属单质α-Fe粒子、锰-铁的金属化合物如(Fe,Mn)₃Si，(Fe,Mn)₅Si₃等；(2)非金属夹杂物：镁合金中的非金属夹杂物主要以镁的氮氧化合物为主，如MgO，Mg₃N₂等；镁合金在熔炼过程中添加以氯化物(KCl、NaCl、MgCl₂等)为主的精炼剂，精炼过程中熔剂不能完全去除，会有少量的熔剂残留在镁熔体中，造成镁金属熔剂夹杂。悬浮的氧化夹杂在结晶时由结晶前沿被推向晶界，夹杂物一般以薄膜状、粒子状、簇状的形态残留在镁合金晶界处。有统计资料表明，MgO占镁合金的所有夹杂物的80％以上，分布形态为薄膜状、粒子状及簇状。镁合金熔铸过程中产生的夹杂物不仅严重恶化合金的力学性能和耐蚀性能，而且降低了其机加工和阳极氧化处理的表面质量。对于压铸镁合金而言，其合金内部的薄膜状和粒子状氧化物的含量需要控制在100cm²/kg和100mm³/kg以下才能满足正常的使用要求。因此，在熔铸过程中去除镁熔体中的夹杂物以提高熔体的纯净度的净化工艺成为镁合金生产的关键。

熔体净化工艺可分为熔剂净化与非熔剂净化两大类。熔剂净化工艺因除杂效率高、成本低、操作方便而成为镁合金生产中普遍采用的净化工艺，但是熔剂净化也存在着金属损耗增加、熔剂夹杂、不能除气等不足，尤其是在熔炼稀土镁合金时，熔剂还会大量消耗合金中的稀土元素。非熔剂净化工艺不但能弥补熔剂净化工艺的不足而且具有优异的净化效果，成为目前应用发展的重要熔体净化工艺并相继开发了过滤净化、旋转喷吹净化、电磁净化、超声波处理等多种非熔剂净化技术。相比简单的金属网熔体过滤，具有特殊的三维多孔陶瓷结构泡沫陶瓷过滤器，因其孔隙率高(70％～90％)、吸附能力强、耐化学腐蚀等特点，能够通过滤饼效应、吸附效应及整流效应对合金熔体中的夹杂物颗粒具有很好的过滤效果。泡沫陶瓷过滤法不但可以滤掉合金熔体中小至10μm～20μm的微细夹杂物颗粒,而且能过滤掉一般过滤介质难以滤除的液态熔剂夹杂。

美国专利文献US3962081A(Ceramic foam filter)，US4024212A