[发明专利]一种高孔隙率六铝酸钙泡沫陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高孔隙率六铝酸钙泡沫陶瓷及其制备方法。其技术方案是：以10～20wt％的轻质碳酸钙和80～90wt％的α‑Al₂O₃为原料，外加所述原料1～5wt％的添加剂和100～180wt％的糖，混合，得到预混料；按所述预混料︰锆球的质量比为1︰(2～3)，将所述预混料放入球磨机滚筒内，球磨4～6h，得到混合料；在150～200℃条件下搅拌30～90min，再于120～150℃条件下发泡和固化24～48h，得到泡沫陶瓷生坯；将所述泡沫陶瓷生坯以1～2℃/min的速率升温至1450～1650℃，保温2‑5h，制得高孔隙率六铝酸钙泡沫陶瓷。本发明生产成本低，制备的高孔隙率六铝酸钙泡沫陶瓷为三维网络连通结构，具有孔隙率高、强度高、导热系数低、使用寿命长和使用范围广的特点。

技术领域

本发明属于六铝酸钙泡沫陶瓷技术领域。具体涉及一种高孔隙率六铝酸钙泡沫陶瓷及其制备方法。

背景技术

高孔隙率的泡沫陶瓷为三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构。高孔隙率的泡沫陶瓷具有气孔率高、比表面积大、耐高温、抗化学腐蚀和热稳定性好等优良性能，被广泛用作催化剂载体、金属液过滤器和高温气体交换过滤器等。

六铝酸钙熔点为1875℃，在高温还原气氛下稳定性好和抗碱侵蚀能力强，与熔融金属的润湿度低，在含氧化铁渣中的溶解性低，在高温下热导率可与耐火纤维媲美。因此，六铝酸钙材料本身是一种非常有前途的多孔材料。六铝酸钙泡沫陶瓷还是一种重要的高温烟气的催化剂载体、冶金工业用过滤等多用途的多孔材料。

目前，六铝酸钙多孔材料的研究已见报道，如“一种六铝酸钙多孔陶瓷的制备方法”(CN201811595141.7)的专利技术，该技术是将ρ-Al₂O₃粉末和碳酸钙粉末经过处理，采用凝胶注模成型、固化和烧结，获得六铝酸钙多孔陶瓷，该技术干燥时间较长，所得六铝酸钙多孔陶瓷气孔率较小，较大的体积密度使之具有较高的热导率，限制其作为隔热保温材料、过滤材料和催化剂载体材料的应用；如“一种六铝酸钙泡沫陶瓷的制备方法”(ZL201410560494.9)的专利技术是使用Al₂O₃粉末和纳米碳酸钙通过热发泡法制备六铝酸钙泡沫陶瓷，原料中的高纯纳米碳酸钙具有较高的成本，且热发泡法制备出的陶瓷生坯孔隙率很高，而且六铝酸钙片状晶粒在高温下难以烧结，导致该方法制得的六铝酸钙泡沫陶瓷孔筋疏松，强度不高。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种低成本的高孔隙率六铝酸钙泡沫陶瓷的制备方法，用该方法制备的六铝酸钙泡沫陶瓷强度高、孔隙率高、导热率低和适用范围广。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是的具体步骤是：

步骤一、以10～20wt％的轻质碳酸钙和80～90wt％的α-Al₂O₃为原料，外加所述原料1～5wt％的添加剂和100～180wt％的糖，混合，得到预混料。

步骤二、按所述预混料︰锆球的质量比为1︰(2～3)，将所述预混料放入球磨机滚筒内，球磨4～6h，得到混合料。

步骤三、将所述混合料在150～200℃条件下搅拌30～90min，再于120～150℃条件下发泡和固化24～48h，得到泡沫陶瓷生坯。

步骤四、将所述泡沫陶瓷生坯以1～2℃/min的速率升温至1450～1650℃，保温2-5h，制得高孔隙率六铝酸钙泡沫陶瓷。

所述轻质碳酸钙粒径小于88μm；轻质碳酸钙的CaCO₃含量≥95wt％。

所述α-Al₂O₃微粉的粒径小于88μm；α-Al₂O₃微粉的Al₂O₃含量≥95wt％。