[发明专利]一种微米级蜂窝陶瓷及其孔径和孔壁尺寸的调控方法

摘要

本发明属于无机非金属材料制备方法技术领域，特别涉及一种微米级蜂窝陶瓷及其孔径和孔壁尺寸的调控方法。本发明通过调节海藻酸钠的种类和陶瓷粉体的含量，有效调控蜂窝陶瓷的孔径尺寸和孔壁厚度，将陶瓷粉体与溶剂水混合，加入海藻酸钠作为调节剂、混合并球磨，制备出分散均匀的陶瓷浆料；将陶瓷浆料注入模具，浆料上表面喷涂固化剂固化，固化完成后，脱模，得到湿坯；将湿坯在酸性条件下置换金属离子，然后溶剂置换，干燥后得到蜂窝陶瓷干坯；将干坯进行排胶、烧结后得到孔径可调控的微米级蜂窝陶瓷。本发明所制得的蜂窝陶瓷的孔径在10～300μm范围内可精确调控，孔壁厚度在5～100μm范围内可控，且具有均匀高度有序的孔道结构以及较高的机械强度。

主权项

一种调控微米级蜂窝陶瓷孔径和孔壁尺寸的方法，其特征在于：通过调节海藻酸钠的种类和陶瓷粉体的含量，来调控蜂窝陶瓷的孔径尺寸和孔壁厚度，具体为通过调节降低海藻酸钠M/G值，来减小所制得的微米级蜂窝陶瓷的孔径尺寸和孔壁厚度，以及增加单位面积的孔数目；通过增加海藻酸钠的用量，来减小所制得的微米级蜂窝陶瓷的孔径尺寸；通过增加陶瓷粉体的用量，来减小所制得的微米级蜂窝陶瓷的孔径尺寸以及增加所制得的微米级蜂窝陶瓷的孔壁厚度；其具体步骤如下：步骤一、将陶瓷粉体与水混合，加入海藻酸钠作为调节剂，其中陶瓷粉体的质量分数为2%～25%，海藻酸钠的质量分数为0.2%～3%，混合并球磨，制备出分散均匀的陶瓷浆料；所述海藻酸钠的基本组成结构单元为(1‑4)‑α‑L‑古罗糖醛酸，记为G单元，以及(1‑4)‑β‑D‑甘露糖醛酸，记为M单元；M/G为M单元和G单元的摩尔分数的比值，不同种类的海藻酸钠为具有不同M/G值的海藻酸钠，所述M/G值的调节范围为0.5～1.2；步骤二、将步骤一所得到的陶瓷浆料注入模具，浆料上表面喷涂固化剂固化，固化完成后，脱模，得到湿坯；步骤三、将步骤二所得到的湿坯在酸性条件下置换金属离子，然后溶剂置换，干燥后得到蜂窝陶瓷干坯；步骤四、将步骤三所得到的蜂窝陶瓷干坯进行排胶、烧结后得到调控了孔径和孔壁尺寸的微米级蜂窝陶瓷。