[发明专利]一种直接发泡Al2

说明书

本发明涉及一种直接发泡Al₂O₃‑AlN多孔复合材料及其制备方法。其技术方案是：将100质量份的Al₄O₄C粉末和20～30质量份的去离子水混匀，得到Al₄O₄C料浆。将0.5～3质量份的发泡剂与所述发泡剂10～15倍的去离子水混合，搅拌，制得泡沫。向所述Al₄O₄C浆料中加入所述泡沫，边加入边搅拌，泡沫全部加入后继续搅拌1～3min，倒入模具中，静置，干燥，脱模，得到Al₄O₄C胚体。将所述Al₄O₄C坯体置于气氛炉内，在氮气气氛和1200～1600℃条件下保温1～2h，自然冷却，得到直接发泡Al₂O₃‑AlN多孔复合材料。本发明制备温度低、烧结时间短、工艺简单和成本低廉，所制备的直接发泡Al₂O₃‑AlN多孔复合材料材料抗氧化性优异、机械性能高和热稳定性好。

技术领域

本发明属于多孔复合材料技术领域。具体涉及一种直接发泡Al₂O₃-AlN多孔复合材料及其制备方法。

背景技术

Al₂O₃陶瓷强度硬度高、优异的耐磨耐腐蚀性和良好的绝缘性，广泛应用于中小功率的微波管中。AlN热导率好、介电损耗低和绝缘性好，是有前途的大功率微波管材料，但其机械性能差，不能满足高强薄型的使用要求。由于近年来微波器件向着大功率，毫米波方向发展，窗口材料所承载的能量密度越来越大，对于窗口用微波材料的综合性能(机械性能、导热性能、介电性能)要求越来越高，特别是需要高强度的薄型器件。所以结合Al₂O₃与AlN的特性进行复合，优势互补，希望获得综合性能优异的复合材料为本领域技术人员所关注。

已有不少学者对AlN-Al₂O₃复合材料展开了研究。如李宁宁等以Al作为相变材料，采用直接氮化法制备出一种核壳结构Al@AlN-Al₂O₃新型高温复合相变蓄热材料(李宁宁,李孔斋, 魏永刚,等.Al@AlN-Al₂O₃高温复合相变蓄热材料的制备与性能研究[J].太阳能学报,2016, 37(11):2875-2882)。顾幸勇等在研究Al₂O₃陶瓷导热性能的时候，通过加入适量的AlN,合成了AlN-Al₂O₃复相陶瓷，有效提高了陶瓷的热导率。(顾幸勇,张爱华,罗婷.AlN改善Al₂O₃陶瓷导热性能的研究[J].陶瓷学报,2007,28(2):84-88)。蔡克峰等用Al粉与Al₂O₃混合，在氮气条件下反应烧结制备了A1N-Al₂O₃复合材料(蔡克峰,南策文,袁润章.反应烧结制备 A1N-Al₂O₃复合陶瓷的机理研究.硅酸盐学报,1996.24(2):216)。陈兴以AlN和Al₂O₃为原料和以Y₂O₃为烧结助剂，N₂气氛下在1650℃条件下热压烧结制备出了A1N-Al₂O₃复相陶瓷，并讨论了Al₂O₃含量对材料性能的影响(陈兴,杨建,丘泰.Al₂O₃加入量对AlN-Al₂O₃复相陶瓷制备及性能的影响[J].人工晶体学报,2010,39(6):1422-1428)。以上制备方法烧结温度较高、烧结时间过长，有的甚至还需添加烧结助剂和机械混合，制得的材料机械性能差和热稳定性低。

发明内容