[发明专利]一种六铝酸钙/钛酸铝多孔陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及一种六铝酸钙/钛酸铝多孔陶瓷及其制备方法。其技术方案是：以55～65wt％的钛铁渣微粉、15～20wt％的氢氧化铝微粉、10～20wt％的勃姆石和5～15wt％的α‑Al₂O₃微粉为原料，外加所述原料20～25wt％的淀粉和1～2wt％的硼砂，混合，得混合料；将所述混合料在球磨机中干混30～60min，再外加所述原料2～5wt％的有机结合剂，球磨30～35min；在50～55MPa条件下机压成型，在100～110℃条件下干燥12～24h，然后在1350～1500℃条件下保温2～3h，制得六铝酸钙/钛酸铝多孔陶瓷材料。本发明具有成本低廉和和工艺简单的优点，所制备的六铝酸钙/钛酸铝多孔陶瓷气孔率高、热导率低、物相稳定不易分解、常温强度较大和热震稳定性优良。

技术领域

本发明属于多孔陶瓷技术领域。具体涉及一种六铝酸钙/钛酸铝多孔陶瓷及其制备方法。

背景技术

钛铁渣是铝热还原法冶炼铁钛合金时产生的废弃物。据统计，每生产一吨钛铁合金，排放钛铁渣1.1～1.5t。钛铁渣的主要化学成分为Al₂O₃、CaO和TiO₂等，主晶相为六铝酸钙、钛铝酸钙和钛酸钙等。未处理的炉渣会造成一定的环境问题，故对钛铁渣利用的研究已引起本领域技术人员的关注。“一种以钛铁渣为主料的隔热耐火材料及其制备方法(CN106882973A)”、“一种钛铝酸钙隔热耐火材料及其制备方法(CN108558417A)”专利技术，通过溶胶凝胶法和发泡法制备的隔热耐火材料虽然具有较低的导热系数，但是采用溶胶凝胶法和发泡法造孔不仅工艺复杂且增加了制备成本，降低了材料的强度。

钛酸铝多孔陶瓷具有强度高、比表面积大、吸附性好和抗热震性能好等优点，被广泛应用到高温过滤器、催化剂载体和保温材料等领域。“一种多孔钛酸铝陶瓷的制备方法(CN105110813A)”采用溶胶凝胶法制备了多孔钛酸铝陶瓷，但是忽略了钛酸铝在700～1300℃条件下不稳定易分解、失去优良的热震稳定性的缺点。文献(陆洪彬.稳定钛酸铝及钛酸铝—莫来石复相陶瓷的研究[D].南京工业大学，2006.)采用外加添加剂抑制钛酸铝分解，促进钛酸铝的合成，制备了稳定的钛酸铝—莫来石复相陶瓷，但是该材料气孔率低、热导率高，无法应用在多孔陶瓷领域。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成本低廉和工艺简单的六铝酸钙/钛酸铝多孔陶瓷的制备方法，用该方法制备的多孔陶瓷材料的气孔率高、热导率低、物相稳定不易分解、常温强度较大和热震稳定性优良。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以55～65wt％的钛铁渣微粉、15～20wt％的氢氧化铝微粉、10～20wt％的勃姆石和5～15wt％的α-Al₂O₃微粉为原料，外加所述原料20～25wt％的淀粉和1～2wt％的硼砂，混合，得混合料；将所述混合料在球磨机中干混30～60min，再外加所述原料2～5wt％的有机结合剂，球磨30～35min；在50～55MPa条件下机压成型，在100～110℃条件下干燥12～24h，然后在1350～1500℃条件下保温2～3h，制得六铝酸钙/钛酸铝多孔陶瓷材料。

所述钛铁渣微粉的主要化学成分是：Al₂O₃≥73wt％，CaO≥10wt％，TiO₂≥11wt％，Fe₂O₃≥0.6wt％，MgO≥1.4wt％；所述钛铁渣微粉的密度为3.28g/cm³，钛铁渣微粉的粒度≤60μm。

所述氢氧化铝微粉的Al₂O₃含量≥65wt％；氢氧化铝微粉的粒度≤10μm。

所述勃姆石微粉的Al₂O₃含量≥84wt％；勃姆石微粉的粒度≤20μm。