[发明专利]基于粒径和反应活性控制制备多孔陶瓷的方法及多孔陶瓷

说明书

本发明公开了一种基于粒径和反应活性控制制备多孔陶瓷的方法及多孔陶瓷，多孔陶瓷包括化学结构表达式如下：xB₂O₃·ySiO₂·uAl₂O₃·vN₂O·wZO，其中，N₂O为Na₂O或K₂O，ZO为MgO、CaO、SrO、BaO或ZnO，x、y、u、v、w为摩尔比，0.5≤x≤2，1≤y≤4，0.1≤u≤1，0.01≤v≤0.1，0.01≤w≤0.1。制备方法包括以下步骤：S1、按照原料组成分别称量各原料加水球磨1‑3h，得混合料；S2、分离出S1所得混合料中的陶瓷悬浮浆料，并烘干至恒重，获得干样，然后将干样粉碎研磨，获得粉状物料；S3、将S2所得粉状物料进行粉末造粒、成型，再在800‑950℃烧结2‑3h，即得。本发明通过配方的调控和多离子掺杂调整反应活性控制产生气孔，并在石英玻璃粉的粒径控制下对其孔隙率进行调控。

技术领域

本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种基于粒径和反应活性控制制备多孔陶瓷的方法及多孔陶瓷。

背景技术

多孔陶瓷是以一定的原料和添加剂、经过成型和烧结工艺制备的一种具有一定孔隙率的多孔性陶瓷材料、根据应用要求其具有耐温，高压、抗酸、碱和有机介质腐蚀，良好的生物惰性、可控的孔结构及相应的孔隙率等特点。依据行业需求，可以应用于介质的过滤与分离、环保隔音、气体分布、催化剂载体及隔膜等。一般情况下，多孔陶瓷可分为泡沫陶瓷、蜂窝陶瓷和粒状陶瓷，其气孔率通常分别为89-90％、70％、30-50％。为产生合适的气孔率，其主要的制备方法有添加造孔剂法、发泡法、有机泡沫浸渍法和溶胶凝胶法。由于再生性差、成本高及孔结构难控制等方面的缺点，使其应用受到制约，目前仍需要通过完善制备工艺、改良材质、协调孔隙度与强度的关系等措施提高其应用性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术中存在的不足，提供一种基于粒径和反应活性控制制备多孔陶瓷的方法及多孔陶瓷。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于粒径和反应活性控制制备的多孔陶瓷，包括化学结构表达式如下：

xB₂O₃·ySiO₂·uAl₂O₃·vN₂O·wZO，其中，N₂O为Na₂O或K₂O，ZO为MgO、CaO、SrO、BaO或ZnO，x、y、u、v、w为摩尔比，0.5≤x≤2，1≤y≤4，0.1≤u≤1，0.01≤v≤0.1，0.01≤w≤0.1。

进一步地，包括化学结构表达式如下：

xB₂O₃·ySiO₂·uAl₂O₃·vK₂O·wBaO或xB₂O₃·ySiO₂·uAl₂O₃·vNa₂O·wCaO或xB₂O₃·ySiO₂·uAl₂O₃·vK₂O·wSrO，其中，0.5≤x≤2，1≤y≤4，0.1≤u≤1，0.05≤v≤0.1，0.01≤w≤0.1。

进一步地，具体化学结构表达式如下：