[发明专利]一种氧化铝基泡沫陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化铝基泡沫陶瓷及其制备方法，先将工业氧化铝、防爆纤维、辛醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸盐和水混匀，制得浆体Ⅰ；将α‑氧化铝、辛醇、羧甲基纤维素、聚羧酸盐和水混匀，制得浆体Ⅱ。再在真空条件下将聚氨酯海绵浸渍于浆体Ⅰ中，采用压缩空气喷吹或者离心甩浆，自然干燥，保温，得到氧化铝基泡沫陶瓷预制体；然后用浆体Ⅱ对氧化铝基泡沫陶瓷预制体进行真空浸渍，压缩空气喷吹或者离心甩浆，自然干燥，得到氧化铝基泡沫陶瓷坯体，在一定条件下保温，制得氧化铝基泡沫陶瓷。本发明具有工艺简单、成本低特点，所制备的氧化铝基泡沫陶瓷机械强度高、热震稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种泡沫陶瓷技术领域，具体涉及一种氧化铝基泡沫陶瓷及其制备方法。

背景技术

采用有机泡沫浸渍法制备的泡沫陶瓷是以聚氨酯泡沫塑料作为前驱体，浸渍陶瓷浆体得到高孔隙率和三维网状结构的多孔材质。由于其结构的特殊性、耐腐蚀和良好的机械力学性能而被广泛的应用于航空航天、耐火材料、催化和过滤等领域。

氧化铝(Al₂O₃)具有高的机械强度、耐火度高、良好的抗侵蚀性、优异的介电性能和抗氧化性等一系列的优点。氧化铝泡沫陶瓷是一种重要的冶金过滤用耐火材料材料和建筑保温材料。但制备氧化铝基泡沫陶瓷时，由于聚氨酯模板在200～600℃分解产生中空三角形孔筋并且产生的挥发性气体导致陶瓷基体表面生成大量裂纹，影响了氧化铝基泡沫陶瓷的高温力学性能、热震稳定性和抗冲刷能力等。

“氧化铝质多孔泡沫陶瓷过滤器的制备方法”(CN201210500465)的专利技术，公开了一种以氧化铝微粉、铝矾土、滑石粉和膨润土组成陶瓷粉末，再加入粘结剂、分散剂和水制备浆料，以软质聚氨酯泡沫塑料为载体制备氧化铝质多孔泡沫陶瓷过滤器。该方法在一定程度上提升了氧化锆泡沫陶瓷过滤器的耐高温和耐热冲击性能。但其主要缺陷是：(1)并没有修饰由于聚氨酯泡沫塑料烧失后所产生的中空孔筋以及陶瓷基体表面的裂纹；(2)采用喷涂等工艺对生产设备要求较为复杂；(3)煅烧温度较低氧化铝并未烧结导致氧化铝泡沫陶瓷强度不高。

“一种复相氧化铝泡沫陶瓷材料及制备方法”(CN201310338211)的专利技术，公开了一种以氧化铝、碳化硅、硅微粉、高岭土、二氧化钛和滑石粉组成陶瓷粉末，再加入添加剂和水制备浆料，以预处理后的聚氨酯泡沫塑料为载体制备复相氧化铝泡沫陶瓷材料。该方法在一定程度上提升了复相氧化铝泡沫陶瓷的常温力学强度，降低了烧结温度。但其主要缺陷是：(1)加入烧结剂降低了氧化铝泡沫陶瓷的高温机械性能；(2)未修饰和由聚氨酯泡沫烧失而产生的缺陷，在受外界作用下易形成应力集中导致氧化铝泡沫陶瓷的损坏。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种氧化铝基泡沫陶瓷及其制备方法，用该方法制备的氧化铝基泡沫陶瓷强度高、抗热震性能好。

为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：

一种氧化铝基泡沫陶瓷，制备步骤如下：

步骤一、向100份质量的工业氧化铝中加入0.0005～0.0015份质量的防爆纤维、0.3～2.1份质量的辛醇、0.3～1.7份质量的羧甲基纤维素、0.2～1.1份质量的羟丙基甲基纤维素、0.3～1份质量的聚羧酸盐和22～49份质量的水，球磨1～1.5h，制得浆体Ⅰ；

步骤二、向100份α-氧化铝中加入0.3～2.1份质量的辛醇、0.1～0.9份质量的羧甲基纤维素、0.3～1份质量的聚羧酸盐和28～55份质量的水，球磨1～1.5h，制得浆体Ⅱ；

步骤三、将聚氨酯海绵在真空条件下浸入浆体Ⅰ中，浸渍后压缩空气喷吹或者离心甩浆，经自然干燥12～24h，再以0.5～2℃/min的速率升温至600～850℃，保温1.5～2.5h，得到氧化铝基泡沫陶瓷预制体；然后将所述氧化铝基泡沫陶瓷预制体在真空条件下浸入浆体Ⅱ中，浸渍后压缩空气喷出或者离心甩浆，自然干燥，得到氧化铝基泡沫陶瓷坯体；