[发明专利]一种多孔氧化铝陶瓷的制备方法

说明书

一种多孔氧化铝陶瓷的制备方法，属于结构陶瓷材料技术领域。本发明为了解决现有氧化铝陶瓷材料的热冲击损伤抗性和热冲击断裂抗性的匹配问题。本发明使用凝胶注模法结合添加造孔剂法，通过控制造孔剂的含量改变材料微观结构，在无压烧结1600℃条件下，制备孔隙率24.42％‑41.10％的多孔氧化铝陶瓷，导热系数变化范围为10.354‑14.018W/(m·K)，临界温差范围为320℃‑386℃，经500℃温差热冲击时残余强度保持率大于40％，具有良好的热冲击抗性，并且在造孔剂用量氧化铝粉末体积分数的30％时获得了同时具有高抗热冲击断裂抗性和高抗热冲击损伤抗性的多孔氧化铝陶瓷材料。

技术领域

本发明涉及一种多孔氧化铝陶瓷的制备方法，属于结构陶瓷材料技术领域。

背景技术

氧化铝陶瓷由于耐高温性能好、导热性好，机械强度高并且具有良好的机电性能，广泛的应用于机械、净化分离、吸声减震、化工催化载体和传感器材料等众多领域。以氧化铝陶瓷材料制备的氧化铝基陶瓷型芯在高温高压条件下被越来越广泛应用。

现有方法制备的氧化铝陶瓷材料热冲击损伤抗性随着试样孔隙率的增加而增加，而热冲击断裂抗性会随着孔隙率的增加而降低，无法兼顾气孔率和强度从而使其应用受到限制。因此提供一种多孔氧化铝陶瓷的制备方法来解决现有氧化铝陶瓷材料的热冲击损伤抗性和热冲击断裂抗性的匹配问题是十分必要的。

发明内容

本发明为解决现有氧化铝陶瓷材料的热冲击损伤抗性和热冲击断裂抗性的匹配问题，提供了一种多孔氧化铝陶瓷的制备方法。

本发明的技术方案：

多孔氧化铝陶瓷的制备方法，该方法的具体操作步骤如下：

步骤一，制备浆料：将氧化铝粉末、氧化镁、琼脂糖和陶瓷造孔剂均匀混合，以去离子水为介质使用氧化铝磨球球磨4小时-6小时，得浆料；

步骤二，注模：将步骤一得到的浆料加热到80℃-97℃，注入模具中，自然冷却至室温，得到成型样品；

步骤三，排胶：将步骤二得到的成型样品放入高温电阻炉内由室温加热到600℃，保温1小时；

步骤四，烧结：对步骤三排胶后的成型样品进行无压烧结，烧结条件：室温以3℃/min-5℃/min的升温速率升温至1600℃，保温2小时，随炉冷却得到多孔氧化铝陶瓷。

所述的氧化铝粉末、氧化镁、琼脂糖的质量比为1：0.01：0.01。

所述的陶瓷造孔剂添加量为氧化铝粉末体积的10％-50％。

所述的陶瓷造孔剂添加量为氧化铝粉末体积的20％、30％和40％。

所述的去离子水与氧化铝粉末体积比为2:3。

所述的步骤一中球磨时间为5小时。

所述的步骤二中浆料加热到85℃。

所述的多孔氧化铝陶瓷孔隙率为24.42％-41.10％，导热系数为10.354-14.018W/(m·K)，抗弯强度为88Mpa-116Mpa，临界温差为320℃-386℃。

本发明具有以下有益效果：本发明一种多孔氧化铝陶瓷的制备方法，本方法采用凝胶注模结合添加造孔剂法制备了孔隙率为24％-40％的多孔氧化铝陶瓷，导热系数变化范围为10.354-14.018W/(m·K)，临界温差范围为320-386℃，经500℃温差热冲击时残余强度保持率大于40％，具有良好的热冲击抗性，解决了现有陶瓷材料在热冲击损伤抗性和热冲击断裂抗性的匹配问题。并且在造孔剂用量氧化铝粉末体积分数的30％时获得了同时具有高抗热冲击断裂抗性和高抗热冲击损伤抗性的多孔氧化铝陶瓷材料。此外，本方法制得的多孔氧化铝陶瓷其成分组成环保无毒，具有成本低，导热能力高等优点。

附图说明