[发明专利]一种绳状结构莫来石基多孔陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种绳状结构莫来石基多孔陶瓷材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤S10，将α‑Al₂O₃、SiO₂、AlF₃·3H₂O、CaCl₂和去离子水球磨混合获得陶瓷悬浮液；步骤S20，向取出的悬浮液中加入没食子酸丙酯(PG)和明胶，进行发泡处理获得泡沫浆料；步骤S30，将泡沫浆料倒入模具中并置于低温环境中使其凝胶，脱模后获得坯体；步骤S40，将获得的坯体真空冷冻干燥；步骤S50，烧结干燥后的坯体，获得莫来石基多孔陶瓷材料。本发明实施例的制备方法得到一种由柱状莫来石晶粒并列、交叉紧密连接形成的有助于提高多孔陶瓷强度的绳状结构孔壁，并能通过调整工艺参数获得高气孔率、高强度和结构可控的莫来石基多孔陶瓷材料。

技术领域

本发明涉及多孔陶瓷材料的制备方法，更具体地，涉及一种特殊的绳状结构莫来石基多孔陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

多孔陶瓷是一种含有大量气孔的三维固体陶瓷，具有密度低、渗透性好、热导率低、热稳定性好、耐腐蚀和抗蠕变性高等优异性能，因此在过滤、隔热等方面有重要应用。但与致密陶瓷相比，只有多孔陶瓷孔壁受力，高气孔率下材料强度会显著降低，轻与强的矛盾限制了其发展。因此，开发兼具高气孔率与高强度的多孔陶瓷及其制备技术是研究的重点之一。

发明内容

鉴于此，本发明目的在于提供一种特殊结构的莫来石基多孔陶瓷及其制备方法，以期通过柱状莫来石并列、交叉互溶形成的绳状结构，获得较高气孔率下的高强度。以α-Al₂O₃、SiO₂为原料，AlF₃·3H₂O、CaCl₂做烧结助剂，明胶为凝胶体系，没食子酸丙酯(PG)改性原料粉中氧化铝的疏水性，获得部分疏水的固体陶瓷颗粒来稳定湿泡沫，同时结合真空冷冻干燥技术，降低坯体的收缩率，提高多孔材料的气孔率。

本发明一方面提出一种绳状结构莫来石基多孔陶瓷材料。

本发明还提出一种绳状结构莫来石基多孔陶瓷的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的绳状结构莫来石基多孔陶瓷材料由包括以下的原料制备而成：

由α-Al₂O₃、SiO₂制备而成，选择AlF₃·3H₂O和CaCl₂作为添加剂，采用颗粒稳定泡沫法结合真空冷冻干燥工艺制备陶瓷坯体。所述绳状结构莫来石基多孔陶瓷材料的莫来石相含量为94.16wt％～94.80wt％，体积密度为0.54g/cm³～0.68g/cm³，气孔率为79.11％～83.39％，抗压强度为2.50～10.23MPa。

根据本发明第二方面实施例的绳状结构莫来石基多孔陶瓷材料的制作方法，包括以下步骤：

步骤S10，将α-Al₂O₃、SiO₂、AlF₃·3H₂O、CaCl₂和去离子水球磨混合获得陶瓷悬浮液；

步骤S20，向取出的悬浮液中加入PG和明胶，进行发泡处理获得泡沫浆料；

步骤S30，将泡沫浆料倒入模具中并置于低温环境中使其凝胶，脱模后获得坯体；

步骤S40，将获得的坯体真空冷冻干燥；

步骤S50，烧结干燥后的坯体，获得莫来石基多孔陶瓷材料。