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(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CN111253172A(43)申请公布日2020.06.09(21)申请号202010093928.4C04B35/634(2006.01)(22)申请日2020.02.14C04B35/653(2006.01)(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人苏海军赵迪郭敏张军刘林傅恒志余明辉(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人慕安荣(51)Int.Cl.C04B38/10(2006.01)C04B35/10(2006.01)C04B35/44(2006.01)C04B35/48(2006.01)C04B35/505(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种制备多孔陶瓷材料的方法(57)摘要一种制备多孔陶瓷材料的方法,采用高能激光束作为加热源,区域熔化共晶成分的氧化物复合材料预制体,通过精确控制激光功率和抽拉速率使熔体表面张力和自身重力保持平衡,实现熔区的稳定,同时向下抽拉试样使熔区快速冷却并连续凝固,在凝固过程中,炉腔内的氧气会溶解于悬浮熔体中,因为气体在固体中的溶解度远低于液体,所以当溶解了氧气的熔体凝固时会在固液界面析出氧气气泡,气泡因为表面张力吸附于固液界面,随着定向凝固进行,吸附的气泡被禁锢在固相中形成多孔结构,获得具备高度致密和均细化结构骨架的多孔氧化物共晶复合陶瓷材料。CN111253172ACN111253172A权利要求书1/1页1.一种制备多孔陶瓷材料的方法,其特征在于,具体过程是:步骤一,制备Al2O3-YAG-ZrO2共晶成分的氧化物复合材料预制体:以纯度为99.99%的Al2O3、Y2O3和ZrO2氧化物粉末为原料,按Al2O3/Y2O3/ZrO2相图的共晶点配比,得到均匀的原料粉末;将得到原料粉末模压成型,得到Al2O3-YAG-ZrO2共晶成分的氧化物复合材料预制体;步骤二,氧化物复合材料预制体的激光悬浮区熔定向凝固:所述预制体放入激光悬浮区熔定向凝固炉内;打开激光器,对该预制体进行加热并形成稳定悬浮熔区,所述功率为280~320W;启动抽拉机构,使试样棒以100~300μm/s的速率从上至下移动,实现对该预制体的连续定向凝固;得到长度为11mm、直径为3.8~4.5mm的棒状多孔Al2O3-YAG-ZrO2氧化物共晶复合陶瓷材料;在所述定向凝固过程中保持向炉腔内注入氧气和/或氮气和氩气。2.如权利要求1所述制备多孔陶瓷材料的方法,其特征在于,所述制备Al2O3-YAG-ZrO2共晶成分的氧化物复合材料预制体时,将所述原料与去离子水和聚氯乙烯混合,所述原料:去离子水:聚氯乙烯=20:20:1,所述比例为质量比,得到混合物;将混合物置于氧化锆球磨罐中,采用行星球磨机以550r/min转速球磨5h后,置于80℃保温的干燥箱中干燥2h;对经过干燥的粉料过40目筛,得到均匀的原料粉末。3.如权利要求1所述制备多孔陶瓷材料的方法,其特征在于,在制备Al2O3-YAG-ZrO2共晶成分的氧化物复合材料预制体时,模压成型的压力为100MPa,保压3min,得到预制体坯料;将该预制体坯料在1500℃下保温烧结2h,完成Al2O3-YAG-ZrO2共晶成分的氧化物复合材料预制体的制备。4.如权利要求1所述制备多孔陶瓷材料的方法,其特征在于,在氧化物复合材料预制体的激光悬浮区熔定向凝固时,将所述预制体的两端分别装夹在抽拉系统的上夹头和下夹头上,使预制体垂直于水平面;在关闭所有进气口和出气口后,对激光悬浮炉的炉腔抽真空处理,待真空度高于2Pa后,通过该激光悬浮炉的第一进气口向炉腔内注入氧气;或者通过该激光悬浮炉的两个进气口同时向炉腔内注入氧气和氮气或氩气;氧气的充气压力为MPa,氮气和氩气的充气压力为1~5MPa;在向炉腔内注入所述氧气和/或氮气和氩气后,打开激光悬浮炉的出气口,使注入的气体不停的流过炉腔,以此控制炉腔内氧气的含量占比。2CN111253172A说明书1/7页一种制备多孔陶瓷材料的方法技术领域[0001]本发明涉及多孔陶瓷材料制备领域,具体是采用激光悬浮区熔高梯度定向凝固方法制备高强度多孔共晶复合陶瓷材料。背景技术[0002]多孔陶瓷材料具有低密度、较好的高温强度、高渗透性、吸波性、优秀的抗热震性和化学稳定性,因此在高温熔融金属和气体的过滤、隔热隔音、生物支架、催化剂载体、隐身和储能材料等多个领域展现出广阔的应用前景。专利“K.SchwartzwalderandA.V.Somers,MethodofMakingPorousCeramicArticles,USPat.No.3090094,May21,1963”首次提出了使用有机泡沫浸渍法制备多孔陶