[发明专利]多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法

说明书

一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法，属于无机材料制备领域。利用以空心碗形碳粉体为模板，将该空心碗形碳分散于一定浓度的铝盐溶液中，常温下搅拌一定时间使铝离子渗透入碳碗，进行清洗并干燥；将干燥后的粉末转移至炉中煅烧，在保护气氛中升温到、保温；不进行降温操作，直接打开法兰，通入空气，继续升温、保温，进行二次煅烧，降温，得到多孔空心碗形氧化铝粉末；将多孔空心碗形氧化铝粉末、烧结助剂按比例混合制备混合粉末：将混合粉末与粘结剂按照比例混合，制备喂料；将喂料采用注射成形技术制备出成型坯体；将成型坯体置于脱脂炉以一定升温速度升温度、保温进行脱脂；将脱脂坯在以一定速度升温烧结，保温后，制得多孔氧化铝陶瓷制品。

技术领域

本发明属于无机材料制备技术领域，具体涉及一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法。

背景技术

多孔陶瓷是一种材料内部含有大量孔洞(彼此相通或闭合气孔)的无机非金属材料，可利用其较高的表面积和材质本身等特点，应用于各个领域，具有广阔的发展前景。氧化铝多孔陶瓷是多孔陶瓷材料中尤为重要的一种材料，它不仅具备氧化铝高硬度、耐高温、耐腐蚀、高的电绝缘性与低的介电损耗等特点，以及材料体内较高的比表面积，而且成本低廉、生产工艺简单、具有较高的性价比，因此广泛应用于气体和液体过滤净化分离、化工催化载体、生物植入材料、吸声减震和传感器材料等众多领域，并且应用领域迅速拓宽，市场需求量也日益增大，前景非常广阔。随着多孔陶瓷制备技术的不断进步，多孔氧化铝陶瓷材料的应用日益广泛，同时也对其性能提出了更高的要求。不同的制备方法各有其局限性，制备出的多孔氧化铝陶瓷的结构和性能不尽相同，不同形貌和尺寸的原料粉体也会对陶瓷的孔结构产生较大影响，因此，扩宽多孔氧化铝陶瓷制备方法势在必行。

基于上述考虑，利用专利(201910032940.1)所描述的方法制备水热碳质空心碗材料，然后以空心碗碳材料为模板，以铝盐为铝源，在液相介质中，使铝离子渗透入碳碗，经煅烧，得到一种多孔空心碗形氧化铝材料，并以其为原料采用注射成形工艺制备多孔氧化铝陶瓷。

发明内容

本发明目的是制备一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料，并将其采用注射成形工艺制作多孔氧化铝陶瓷。

一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于制备步骤如下：

1).制备水热碳质空心碗形碳粉体；

2).将该空心碗形碳分散于一定浓度的铝盐溶液中，常温下搅拌一定时间使铝离子渗透入碳碗，进行清洗并干燥；

3).将干燥后的粉末转移至炉中煅烧，在保护气氛中升温到一定温度，保温一定时间；

4).不进行降温操作，直接打开法兰，通入空气，继续升温到一定温度，再保温一段时间，进行二次煅烧，降温，得到多孔空心碗形氧化铝粉末；

5).制备混合粉末：将多孔空心碗形氧化铝粉末、烧结助剂按一定比例混合，干燥过筛得到混合粉末

6).制备喂料：将混合粉末与粘结剂按照一定比例混合，制备喂料；

7).注射成形：将喂料采用注射成形技术制备出成型坯体；

8).脱脂：将成型坯体置于脱脂炉以一定升温速度升至一定温度，保温一段时间进行脱脂；

9).将脱脂坯在以一定速度升温至一定温度进行烧结，保温一段时间后，制得多孔氧化铝陶瓷制品。

进一步地，步骤1)所述水热碳质空心碗形碳粉体的制备步骤为：

a、原料：包括碳源、溶剂、软模板剂；碳源为生物原料和废料；生物原料包括苹果、梨、葡萄、桃子、荔枝、甘蔗，生物废料包括吃剩的苹果核、梨核以及它们的果皮，还包括葡萄果皮、甘蔗渣、以及无法供人食用的腐坏的苹果、梨、葡萄、桃子、荔枝、甘蔗等；软模板剂由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂共同形成，溶剂为去离子水；