采用两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112174688A(43)申请公布日2021.01.05(21)申请号202011049700.1(22)申请日2020.09.29(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人白洋王艺融王学倩乔利杰(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C04B38/06(2006.01)C04B35/80(2006.01)C04B35/478(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称采用两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法(57)摘要本发明公开一种采用两步法烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法，属于无机非金属材料制造领域。制备方法包括熟料制备、粉末混合、生胚制备和两步法烧结四个关键步骤。其中烧结工艺为两步法固相烧结过程，第一段先采用1～5℃/min的升温速率至1100～1400℃，保温1～30h，随炉冷却；第二段采用5～10℃/min的升温速率快速升至1500～1700℃，保温0～30min，随炉冷却至室温，两步均为空气气氛常压烧结。采用本发明技术制备的钛酸铝复合多孔陶瓷具有高孔隙率、良好力学性能和较低热膨胀系数等优点。本发明提供的钛酸铝复合多孔陶瓷的制备方法与两步法烧结工艺，成本低廉，工艺简单，稳定性好，适于工业化生产。CN112174688ACN112174688A权利要求书1/1页1.一种采用两步法烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的制备方法，其特征在于以钛酸铝熟料粉末为基础，添加碱性长石和莫来石纤维为复合相。采用两步法固相烧结工艺制备多孔陶瓷，包含以下关键步骤流程：(1)钛酸铝熟料制备：将初始原料粉末进行湿混球磨，然后将所得浆料烘干、过筛，最后通过高温固相反应得到钛酸铝熟料粉末；(2)粉末混合：把钛酸铝熟料粉末、碱性长石粉末、莫来石纤维按照比例混合，得到陶瓷粉末混合物；(3)生胚制备：将所得陶瓷粉末混合物中加入造孔剂，混合均匀后加入粘结剂，干压成型；(4)两步烧结：在空气气氛中进行常压烧结，第一段加热至1100～1400℃，保温后，随炉冷却；第二段将冷却后的样品快速加热至1500～1700℃，保温后，随炉冷却至室温。2.根据权利要求1所述的两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步骤(1)中钛酸铝熟料的具体制备步骤包括，将初始原料粉末按照氧化铝、氧化钛、氧化铁和氧化镁按照摩尔比1:(1～1.2):(0.01～0.4):(0.01～0.4)混合，将混合物以无水乙醇为介质使用球磨机混合1～36h；然后将湿混后的浆料在80℃烘干过60目筛；最后将过筛后的粉料在空气气氛下以1～10℃/min的升温速率升温加热到1550℃并保温1～30h，自然冷却至室温即得到钛酸铝熟料。3.根据权利要求1所述的两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步骤(2)中的碱性长石粉末为锶长石或钙长石。4.根据权利要求1所述的两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步骤(2)中的粉末混合比例为，钛酸铝熟料粉末、碱性长石粉末、莫来石纤维按照质量比7:2.5:0.5的比例混合。5.根据权利要求1所述的两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步骤(2)中的粉末混合过程包括，先将钛酸铝粉末、碱性长石粉末采用无水乙醇为介质使用球磨机湿混1～36h，然后加入莫来石纤维采用机械搅拌方式混合均匀，之后放入干燥箱中在80℃烘干后，过60目筛，得到陶瓷粉末混合物。6.根据权利要求1所述的两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步骤(3)中所采用的造孔剂为马铃薯淀粉，添加量和陶瓷粉末混合物质量的比例为1:1，搅拌方式为60℃恒温水浴搅拌。7.根据权利要求1所述的两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步骤(3)中的粘结剂为PVB。8.根据权利要求1所述的两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步骤(3)中所述干压成型后的样品需在110℃烘箱中干燥24h。9.根据权利要求1所述的两步法固相烧结制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法，其特征在于：步骤(4)中的两步法烧结均为空气气氛常压烧结，具体烧结工艺为：第一段，1～5℃/min的升温速率加热至1100～1400℃，保温1～30h，随炉冷却至室温；第二段，将冷却后的样品以5～10℃/min速率快速升至1500～1700℃，保温0～30min，随炉冷却至室温。2CN112174688A说明书1/5页采用两步法固相烧结工艺制备钛酸铝复合多孔陶瓷的方法技术领域[0001]本发明属于无机