[发明专利]含功能涂层多重孔结构的多孔氧化镁基陶瓷过滤器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含功能涂层多重孔结构的多孔氧化镁基陶瓷过滤器及其制备方法。其技术方案是：先将改性多孔氧化镁细粉Ⅰ、改性多孔氧化镁细粉Ⅱ、ρ‑Al₂O₃微粉和羧甲基纤维素钠混合，外加减水剂、消泡剂、铝溶胶和去离子水，混匀，得到具有触变性的多孔氧化镁浆体。将预处理聚氨酯泡沫浸入具有触变性的多孔氧化镁浆体，取出后去除多余的多孔氧化镁浆体，养护，干燥，在1350～1650℃保温，得到具有多重孔结构的多氧化镁基陶瓷过滤器初坯。然后对所述初坯用功能涂层泥浆进行涂层处理，800～1260℃保温，制得含功能涂层多重孔结构的多孔氧化镁基陶瓷过滤器。本发明所制制品不仅对熔融金属中非金属夹杂物过滤效果优异，且强度高和热震稳定性好。

技术领域

本发明属于多重孔结构的多孔氧化镁基陶瓷过滤器技术领域。尤其涉及一种含功能涂层多重孔结构的多孔氧化镁基陶瓷过滤器及其制备方法。

背景技术

钢液、镁熔体和镁合金熔体等熔融金属中的非金属氧化物夹杂物严重影响金属铸件的质量，危害铸件的性能，如何通过降低熔融金属中非金属氧化物夹杂物含量，提高铸件质量已经成为高品质金属材料制造领域急需解决的难题。

采用具有宏观气孔结构的多孔陶瓷过滤器来滤除熔融金属中的非金属夹杂物是一种有效净化熔融金属、提高金属材料质量的重要途径，同时过滤器主要应用于熔融金属浇铸的最终环节，也对最终成品金属材料的质量具有决定性影响。

目前研究的钢液过滤器主要采用CaO、Al₂O₃、SiC和ZrO₂等多孔陶瓷过滤器。“一种氧化钙过滤器及其制备方法(CN201710034200.2)”专利技术，以氧化钙颗粒、氧化锆微粉为原料，采用颗粒堆积成孔法虽制得氧化钙过滤器，但该过滤器的氧化钙颗粒表面致密，吸附小尺寸非金属夹杂物能力低。“氧化铝质多孔泡沫陶瓷过滤器的制备方法(CN201210500465.4)”专利技术，以氧化铝微粉、铝矾土、滑石粉、膨润土为原料配制成陶瓷浆料，采用有机泡沫浸渍法虽制得氧化铝质多孔泡沫陶瓷过滤器，但该过滤器强度较低，且骨架较为致密，对小尺寸夹杂物的去除效果较差。“一种添加造孔剂工艺制备碳化硅陶瓷过滤器的方法(CN201611119995.9)”专利技术，将低熔点有机物作为造孔剂，加入以碳化硅为主要成分的复合陶瓷粉体，模压成型、排烧、烧结，得到碳化硅陶瓷过滤器，该方法制备的过滤器孔径不可调控、孔分布不均匀，过滤效果差。“氧化锆质泡沫陶瓷过滤器(CN200710139288.0)”专利技术，以氧化锆、氧化铝、氧化钙和氧化钇粉末为原料，采用有机泡沫为模板，虽制得氧化锆质泡沫陶瓷过滤器，但所制制品的表面结构致密，存在强度较低和对非金属夹杂物吸附能力弱等问题。

技术人员还在镁熔体和镁合金熔体净化用氧化镁基陶瓷过滤器方面开展了大量工作：“镁合金专用泡沫陶瓷过滤器制备方法(CN02145312.8)”专利技术，以纯氧化镁为原料，磷酸铝或硫酸铝为粘接剂，采用有机泡沫浸渍法虽制备了氧化镁陶瓷过滤器，但该过滤器强度低，且骨架表面致密，对夹杂物、特别是小尺寸夹杂物过滤效果较差。“用于镁和镁合金熔体过滤用氧化镁泡沫陶瓷过滤器的制备方法(CN201010121824.6)”专利技术，以电熔氧化镁、氟化镁为原料，采用有机泡沫浸渍法虽制得氧化镁泡沫陶瓷过滤器，但该过滤器骨架表面致密，过滤效果差，且因低熔相导致耐火度低，不能应用于钢液过滤。“一种碱式硫酸镁晶须原位合成镁铝尖晶石增强氧化镁基泡沫陶瓷过滤器及其制备方法(CN201810306500.6)”专利技术，以纳米铝溶胶、含有碱式硫酸镁晶须的氧化镁陶瓷粉料为原料，加流变剂和无水乙醇，采用有机泡沫浸渍法虽制得镁铝尖晶石增强氧化镁基泡沫陶瓷，但碱式硫酸镁晶须的引入，在过滤器烧成环节会产生SO₂气体会污染环境，并因该过滤器骨架表面致密，限制了对小尺寸夹杂物的过滤效果。

上述CaO、Al2O3、SiC、ZrO2以及MgO基多孔陶瓷过滤器由于整体材质相对均匀，不能同时对多种非金属夹杂物有强的吸附能力。

发明内容