[发明专利]一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法及其制得的产品

说明书

本发明公开了一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，以粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿、碳化硅为原料，经湿法球磨混合、粉末造粒、压力成型后进行烧制而制得。此外，还公开了利用上述制备方法制得的产品。本发明采用低成本矿物和固体废弃物为主要原料，大大降低了泡沫陶瓷的生产成本，并增加了对固体废弃物的资源利用。本发明通过调整配方设计和优化烧成温度，促进了泡沫陶瓷中生成大量透辉石晶相，从而有效提高了泡沫陶瓷强度等性能，为其工业化应用奠定了良好的基础。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种泡沫陶瓷的制备方法及其制得的产品。

背景技术

泡沫陶瓷是继蜂窝陶瓷后的第三代多孔陶瓷，与其他陶瓷材料相比，具有轻质、隔热、耐火、气孔率高、热导率低等特点，具有良好的应用前景。泡沫陶瓷可以用于金属熔体过滤、高温气体净化、催化剂载体、隔热材料、轻质结构材料等领域。

目前大部分建筑用泡沫陶瓷以固体废弃物、低附加值矿物等为主要原料。而现有技术制备泡沫陶瓷存在的主要问题是：由于泡沫陶瓷的结构特点而导致其强度较低。为解决这一问题，现有技术一般是从以下两个方面进行：一是，提高泡沫陶瓷结构的均匀性；二是，通过生成晶体以增强泡沫陶瓷的骨架结构。

就晶体而言，现有技术建筑用泡沫陶瓷中的晶体主要是钙长石、石英等。相对于钙长石，透辉石晶体强度较高，具有更好的力学性能。但目前以透辉石为主晶相的多孔陶瓷的报道较少，其材料的制备方法相对较复杂、成本相对较高，而且主要是用做医学领域。此外，虽然透辉石晶体具有较高的强度，但仍然需要提高透辉石晶相的含量，才有助于有效提高陶瓷产品的强度。如果能够在降低泡沫陶瓷生产成本的同时，引入透辉石晶相并提高其含量，将有助于泡沫陶瓷在建筑领域的应用，对于其工业化生产也具有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用低成本原料制备以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，在降低泡沫陶瓷生产成本的同时，以透辉石为主晶相、并提高透辉石晶相的含量，从而有效提高泡沫陶瓷强度，为其工业化应用奠定良好的基础。本发明的另一目的在于提供利用上述制备方法制得的产品。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)以经破碎、研磨的粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿，以及碳化硅为原料，过筛后，按照重量份数粉砂质页岩80～97份、钢渣3～12份、菱镁矿1～7份、碳化硅0.1～0.6份进行配料并混合均匀，然后进行湿法球磨，得到的浆料经干燥、过筛后进行粉末造粒；

(2)所述粉末造粒后的物料经压力成型、干燥后，按照以下过程进行烧制：以2～10℃/min的速率从室温升至1000℃，之后以1～5℃/min的速率升至1130～1170℃，在此温度下保温10～60min，随炉降温、自然冷却，即制得到以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷。

进一步地，本发明所述碳化硅的粒度为100～1000目。所述步骤(1)中湿法球磨的时间为30～60min，浆料在100～120℃温度下干燥12～24h。所述步骤(2)在2～8MPa压力下压制成型后，在80～100℃温度下干燥30～60min。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明利用上述以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法制得的产品，其透辉石晶相、石英晶相、方石英晶相的含量分别为10～16％、4～8.2％、3～5.5％；其抗折强度为10.28～20.82MPa、体积密度为0.95～1.32g/cm³、总气孔率为49.4～63.15％、闭口气孔率为23.05～51.27％。

本发明具有以下有益效果：