[发明专利]一种具有三维网络结构的硅酸铝多孔陶瓷材料的流延成型制备方法

摘要

本发明公开了一种具有三维网络结构的硅酸铝多孔陶瓷材料的流延成型制备方法。其步骤如下：将硅酸铝多晶纤维、硅酸铝陶瓷细粉、粘结剂、增塑剂、分散剂加入到水中，混合均匀并通过真空搅拌消泡得到稳定的浆料，将制成的浆料在流延机上成型得到硅酸铝多晶纤维薄膜生坯，然后将薄膜生坯层叠，经过干燥、排胶、烧结，得到晶粒与纤维相互连结而成具有三维网络结构的多孔陶瓷材料。该材料具有晶体和纤维相互连接所形成的网络结构，在具有高的孔隙率和过滤通量的同时具有优异的机械强度。

主权项

1.一种具有三维网络结构的硅酸铝多孔陶瓷材料的流延成型制备方法，其特征在于包含如下步骤：（1）制备硅酸铝多晶纤维薄膜生坯：称取纤维长度≥5.0mm的硅酸铝多晶纤维40.1~49.7wt%、硅酸铝陶瓷细粉8.3~15.4wt%、分散剂0.3~2.0wt%、粘结剂1.0~3.0wt%、增塑剂0.5~2.0wt%和去离子水30.8~48.8wt%，置于容器中搅拌混合均匀成浆料，然后对浆料进行真空搅拌15~20min，以消除料浆中的气泡，将处理后的浆料在流延机上成型，得到厚度为0.8 ~ 2.0mm的硅酸铝多晶纤维薄膜生坯；（2）制备中间层粘结料：称取纤维长度≤1.0mm的短切硅酸铝多晶纤维33.0~39.7wt%、硅酸铝陶瓷细粉12.6~20.5wt %、分散剂0.2~1.0wt%、粘结剂1~3.0wt%和去离子水40.9~ 46.5wt%，搅拌混合均匀后再真空搅拌10~20min；（3）多层膜叠合：在硅酸铝多晶纤维薄膜生坯表面均匀涂覆中间层粘结料，涂覆厚度0.1~0.3mm，然后根据需要将涂覆粘结料的硅酸铝多晶纤维薄膜生坯叠合到所需要厚度，对叠合的硅酸铝多晶纤维薄膜生坯在厚度方向加压20‑30MPa，保压2‑3min得到多层膜；（4）干燥：将多层膜放置于干燥烘箱内，在40℃下恒温干燥5~8h，再升温至80℃恒温干燥6~10h，干燥时间根据材料厚度调整；（5）烧成：将烘干的多层膜置于氧化气氛窑炉中以0.3~1.2℃/min升温速度缓慢升温，在500℃‑580℃保温2~3h排胶，在最高烧成温度1300~1400℃保温2~4h，随炉冷却到室温，得到具有三维网络结构的多孔陶瓷材料；硅酸铝多晶纤维薄膜生坯以及中间层粘结料中的分散剂为聚丙烯酸铵，粘结剂为水玻璃、羧甲基纤维素钠、PVA、铝溶胶、硅溶胶中的一种或组合，增塑剂为邻苯二甲酸酯类。