[发明专利]一种含铝灰渣水基浆料原位固化成型制备多孔陶瓷的方法

权利要求书

1.一种含铝灰渣水基浆料原位固化成型制备多孔陶瓷的方法，包括如下步骤：在铝灰渣或铝灰渣和陶瓷粉体的混合物中，加入分散剂、粘结剂、烧结助剂和水，混合均匀得到固液混合相浆料；固液混合相浆料于模具中加热固化，成型后脱模、干燥烧结得到多孔陶瓷；其特征在于，浆料在固化过程中，Al基材料发生水解反应，发挥双重作用；水解反应生成的氢氧化铝溶胶将原料成分中的陶瓷颗粒固定其中；同时，反应生成的气体在坯体中形成多孔结构，实现浆料的原位固化及自发泡；

添加的铝灰渣中成分包括：

AlN和单质铝；

或

AlN和单质铝以及Al₄C₃、AlP、Al₂S₃中的一种或几种；

发生水解反应Al基材料含量控制在5wt.％以上。

2.根据权利要求1所述一种含铝灰渣水基浆料原位固化成型制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，固液混合相浆料的固相含量为30-85wt.％；

原料固体为铝灰渣或铝灰渣和陶瓷粉体的混合物，总量为100％；其中，铝灰渣占原料固体总质量的15-100％，余量为陶瓷粉体；

分散剂加入量占原料固体总质量的0.01-10％；

粘结剂加入量占原料固体总质量的0.01-10％；

烧结助剂加入量占原料固体总质量的0.01-10％。

3.根据权利要求1所述一种含铝灰渣水基浆料原位固化成型制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，铝灰渣在使用前进行预处理，具体步骤如下：

1)破碎和筛分：采用挤压式破碎装置破碎铝灰渣10-120min，破碎后的铝灰渣经孔径30目的筛网筛分，筛下物重量占破碎料总重量的比例≥90％，收集备用；

2)球磨和筛分：将破碎和筛分得到的物料在球磨机中干磨或酒精湿磨15min-72h，球磨后的铝灰渣经300目的筛网筛分去除难磨物料，筛下物重量占球磨物料总重量的比例≥98％，收集得到预处理完成后的铝灰渣原料。

4.根据权利要求1所述一种含铝灰渣水基浆料原位固化成型制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，

所述分散剂为柠檬酸铵、聚丙烯酸铵、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、Dolapix CE 64中的一种或几种；

所述粘结剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、硅溶胶、Lithopix P 15中的一种或几种；

所述烧结助剂为CaO、MgO、SiO₂、TiO₂、SrO、V₂O₅、MnO、Al₂O₃、Y₂O₃、Sc₂O₃、Lu₂O₃、H₃BO₃中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述一种含铝灰渣水基浆料原位固化成型制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，固液混合相浆料经球磨10min-48h得以分散均匀，注入无孔模具后密封，随后转移到烘箱中加热固化，脱模得到多孔坯体，在空气中干燥后，高温烧结得到多孔陶瓷。

6.根据权利要求5所述一种含铝灰渣水基浆料原位固化成型制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，所述烘箱加热过程中烘箱温度为30-100℃，加热时间为1min-48h。

7.根据权利要求5所述一种含铝灰渣水基浆料原位固化成型制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，干燥过程中干燥温度为30-100℃，保温1min-48h。

8.根据权利要求5所述一种含铝灰渣水基浆料原位固化成型制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，高温烧结过程中烧结温度为800-2100℃，保温5min-48h。