一种环保型轻质多孔莫来石陶瓷及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102515820A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102515820A(43)申请公布日2012.06.27(21)申请号201110403604.7(22)申请日2011.12.06(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人黄春舒刘家臣赵赫(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人曹玉平(51)Int.Cl.C04B38/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称一种环保型轻质多孔莫来石陶瓷及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种环保型轻质多孔莫来石陶瓷及其制备方法，其原料组分及其质量百分比含量为：50％的漂珠，40～50％的Al2O3-SiO2-CaCO3，及0～10％的B2O3，其中Al2O3-SiO2-CaCO3三者的质量比为37.5∶9.5∶3。通过凝胶注模成型的方法，在低温1100℃-1250℃即可制得多孔轻质的莫来石陶瓷，耗能低，无污染。本发明具有气孔率高(60％-81％)、密度小(0.64-1.09g/cm3)、导热系数低(0.11-0.20W/(mk)-1)的特点，应用于高温窑炉的内衬、高温容器、冶金通气管道等保温隔热领域。CN10258ACN102515820A权利要求书1/1页1.一种环保型轻质多孔莫来石陶瓷，其原料组分及其质量百分比含量为：50％的漂珠、40～50％的Al2O3-SiO2-CaCO3，及0～10％的B2O3，其中Al2O3-SiO2-CaCO3三者的质量比为37.5∶9.5∶3，保持不变。2.根据权利要求1的环保型轻质多孔莫来石陶瓷，其特征在于，莫来石陶瓷的气孔率为60～81％，密度为0.64～1.15g/cm3，抗弯强度为5～13MPa，导热系数为0.11～0.20W.(mk)-1。3.权利要求1的环保型轻质多孔莫来石陶瓷的制备方法，具有如下步骤：(1)备料原料组分及其质量百分比含量为：50％的漂珠、40～50％的Al2O3-SiO2-CaCO3，及0～10％的B2O3，其中Al2O3-SiO2-CaCO3三者的质量比为37.5∶9.5∶3，保持不变。(2)处理漂珠将漂珠放置于沸水中10-20分钟，待空心漂珠浮起，碎片或杂质下沉，分离稳定后，用笊篱捞起浮于水面的空心漂珠，烘干，待用；(3)制备预混液以丙烯酰胺为有机单体、双官能团N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂和水按20∶2∶100的体积比混合后，放在磁子搅拌器中搅拌直至白色颗粒完全溶解。(4)制备浆料将Al2O3-SiO2-CaCO3按质量比37.5∶9.5∶3混合，外加Al2O3-SiO2-CaCO3总量的30％预混液和1％分散剂，所述分散剂为3％聚丙烯酰铵溶液，球磨4小时后，将步骤(2)待用的漂珠和B2O3加入，再加入适量的预混液，调整浆料的固相含量为70％，慢慢搅拌，待其充分混合成均匀分散的浆料。(5)凝胶注模成型在步骤(4)的浆料中加入8％的引发剂溶液，所述引发剂溶液为8％过硫酸铵溶液，在聚四乙烯模具中成型，然后放置于烘箱中80℃干燥，40-60min后脱模，得到多孔陶瓷坯体；(6)烧结将步骤(5)制得的多孔陶瓷坏体于高温烧结炉中烧结，烧结制度为：600℃之前烧结速率为2℃/min，于600℃中保温60min，从600℃-1000℃速率为3℃/min，从1000℃-1300℃速率为5℃/min。4.根据权利要求2的环保型轻质多孔莫来石陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)或(2)的漂珠为发电厂煤灰提炼出来的粉煤灰漂珠，其成分质量百分比分别为62.02％SiO2、25.79％Al2O3、4.19％Fe2O3、1.28％Na2O、2.49％K2O，其余为杂质。2CN102515820A说明书1/4页一种环保型轻质多孔莫来石陶瓷及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种以成分为特征的陶瓷组合物，具体涉及一种环保型轻质多孔莫来石陶瓷及其制备方法。背景技术[0002]多孔轻质材料是高超声速飞行器设计与制造的关键技术之一，它是实现高超声速飞行器高超声速、高机动性、远程打击等性能的基础和保障；高超声速飞行器轻质材料主要有蜂窝材料、泡沫金属材料、点阵材料；这些材料具有超轻、高比强、高比刚度、高强韧、高能量吸收等优良机械性能，以及减震、散热、吸声、电磁屏蔽等特殊性质，它兼具功能和结构双重作用，是一种性能优异的多功能材料。这类材料的应用涉及航空航天、原子能、医学、环保、冶金、机械、建筑、电化学和石油化工等行业，可用于分离、过滤、消音、吸振、包装、屏蔽、隔热、热交换，生物移植、电化学过程等诸多场合，在科学技术研究与国民经济建设中发挥着巨大的作用，并且其作用日益显著。[0