一种氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法.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CN108373344A(43)申请公布日2018.08.07(21)申请号201810343391.5(22)申请日2018.04.17(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术开发区高创园A座313室(72)发明人白佳海高杰(51)Int.Cl.C04B41/87(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法(57)摘要一种氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在氧化锆多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔氧化锆-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物加热升温到1150℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5W/(m.K)。CN108373344ACN108373344A权利要求书1/1页1.一种氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在开气孔率为50%的氧化锆多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度在10-30微米之间，吸水率在30%-40%之间；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔氧化锆-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10-30分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物在大气气氛下以15℃/min的速度加热升温到300℃，再以6℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5℃/min的速度加热升温到1150℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5W/(m.K)。2CN108373344A说明书1/2页一种氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法技术领域[0001]本发明提供的是一种氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，属于陶瓷材料制备技术领域。背景技术[0002]氧化锆和磷酸铝都属于耐高温材料,其中多孔氧化锆陶瓷可以作为高温保温材料。但是，如果多孔氧化锆陶瓷内存在较多的开气孔，则会严重影响其保温性能。因此，目前常用的方法是在氧化锆陶瓷内添加一些能产生闭气孔的助剂，如SiC等，从而降低导热系数。磷酸铝也是一种高熔点的材料，使用温度可接近1400℃，也具有耐高温的性能。因此，可以在多孔氧化锆陶瓷中引入磷酸铝，并用适当的技术把开气孔堵起来，增加闭气孔率，进而降低其导热系数，且不影响氧化锆在1400℃以下的高温环境下使用。虽然用外加助剂的方法能产生部分闭气孔，降低导热系数，但导热系数的降低量毕竟有限。为了克服上述难题，本发明了提供了一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法。发明内容[0003]本发明技术提供一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其技术方案为：一种氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在开气孔率为50%的氧化锆多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度在10-30微米之间，吸水率在30%-40%之间；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔氧化锆-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10-30分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物在大气气氛下以15℃/min的速度加热升温到300℃，再以6℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5℃/min的速度加热升温到1150℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得氧化锆-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5W/(m.K)。[0004]本技术发明的工作原理：磷酸二氢铝的熔点较低，在150℃下能完全熔融为液态，且具有良好的流动性，把多孔氧化锆-氧化铝层状陶瓷浸渍到磷酸二氢铝的熔体中时，磷酸二氢铝就会吸附到多孔陶瓷内部和表面。在加热过程中，磷酸二氢铝分解为偏磷酸铝，偏磷酸铝的熔点较低，在800℃就会熔融为液态，把氧化铝层内部的气孔完全填充起来；继续加热，偏磷酸铝和氧化铝层反应生成磷酸铝，形成一层致密的磷酸铝层，从而导致氧化锆-磷酸铝层状陶瓷具有优良的保温性能。[0005]本技术发明的优点:1.本发明制备的氧化锆-磷酸层状陶瓷具有优良的保温性能，导热系数