[发明专利]一种基于原位发泡AlON-AlN多孔材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于原位发泡AlON‑AlN多孔材料及其制备方法。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2～5质量份的发泡剂与所述发泡剂10～12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，搅拌均匀，倒入模具中，自然状态条件下静置，于60～80℃条件下干燥，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1500～2000℃条件下保温1～5h，自然冷却，得到基于原位发泡AlON‑AlN多孔材料。本发明制备温度低、工艺简单和成本低，所制备的基于原位发泡AlON‑AlN多孔材料结合力强、热稳定性好和质量轻。

技术领域

本发明属于多孔材料的制备方法。具体涉及一种基于原位发泡AlON-AlN多孔材料及其制备方法。

背景技术

AlON材料具有良好的抗渣侵蚀性和抗渣渗透性、耐高温、抗热震，抗侵蚀等性能，且有良好的透光性和优异的介电性能，是用于透明装甲、红外窗口罩、导弹窗口和头罩材料等领域的理想材料。AlN材料热导率高、电绝缘性好、强度和硬度高、耐腐蚀、耐磨损和低的热膨胀系数，在半导体材料、微波电子衰减材料及耐火材料等领域应用广泛。考虑到复合材料是提高材料性能的有效途径，结合AlN和AlON材料的特性，探究AlON-AlN复合材料结构和性能关系，对制备AlON-AlN复相陶瓷也有重要的意义。

目前，分别制备AlN和AlON材料的方法很多，但是制备AlON-AlN复合材料的方法却很单一，均是以Al₂O₃和AlN为原料，在不同条件下制备AlON-AlN复合材料，但由于制得的复合材料结合性不好，物相比较分散，所以添加Y₂O₃来促进烧结。如Maghsoudipour A等人以Al₂O₃和AlN为原料，Y₂O₃为烧结助剂，在起始2bar的氮气气氛下，在1750～1950℃加压烧结制备AlON-AlN复合材料(Maghsoudipour A,Bahrevar M A,Heinrich J G.ReactionSintering of AlON-AlN Composites[J].Journal ofthe European CeramicSociety.2005.25:1067-1072)。董磊等人将Al₂O₃和AlN混合，添加Y₂O₃，混合均匀后，在300Mpa条件下等静压成型，最后在氮气气氛和1650～1850℃条件下无压烧结制备AlON-AlN复合材料(董磊,杨建,丘泰.反应烧结制备AlON-AlN复相陶瓷及其性能[J].机械工程材料,2009,33(1):62-66)。马雪等人同样使用Al₂O₃和AlN粉体为基料，外加Y₂O₃作为烧结助剂，压成试样后，采用热压烧结，先预压到3Mpa，升温至1650～1850℃后再加压到30Mpa制备AlON-AlN复合材料(马雪,李良锋,董磊.烧结制度对AlON-AlN复相陶瓷的结构及性能影响[J].人工晶体学报,2015,44(06):1625-1629)。以上方法均使用Al₂O₃和AlN两种原料机械混合，并添加了烧结助剂以促进烧结，所需烧成温度较高，制得均属致密材料。所用AlN原料在机械混合时极易水化，采用机械混合的方式所制得的材料物相结合力不强。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种制备温度低、工艺简单和成本低的基于原位发泡AlON-AlN多孔材料的制备方法，用该方法制备的基于原位发泡AlON-AlN多孔材料结合力强、热稳定性好和质量轻。