[发明专利]高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于六钛酸钾晶须多孔陶瓷技术领域。具体涉及一种高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷及其制备方法。

背景技术

六钛酸钾晶须多孔陶瓷是以六钛酸钾晶须为主要原料制备的材料，由于存在以下不足而使其应用受到限制：

⑴制备过程中引入的添加剂、结合剂或填料，很多为有机物，在产品制备或高温使用过程中，发生分解、氧化而产生有毒或污染性气体排放，影响环境；

⑵制备过程中引入的添加剂或助熔剂，容易导致晶须之间粘连、团聚，其易与晶须发生副反应，产生杂相，影响材料的性能；

⑶晶须在与其他原料混合、成型、烧成过程中，很难在体系中分散均匀，容易团聚，且在混合或搅拌过程中，晶须容易被机械装置折断，进而影响材料的性能；

⑷产品制备过程中，原位形成的晶须，尺寸和分布很难有效控制，进而无法实现多孔陶瓷材料性能的优化。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷的制备方法，用该方法制备的高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷中晶须尺寸均匀，所制制品的孔隙率高和耐压强度大。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：

第一步、将50~70wt%的钛白粉、20~40wt%的无水碳酸钾和1~10wt%的热固性树脂混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型；再于600~800℃条件下热处理1~3小时，破碎，粉磨，筛分，得到粒度为0.088~0.25mm的筛分料A和粒度小于0.088mm的筛分料B。

第二步、将40~60wt%的氢氧化铝、10~20wt%的草酸铝和20~40wt%的三乙醇胺硼酸酯混合均匀，于400~600℃条件下热处理1~3小时，粉磨，得到粒度小于0.088mm的粉磨料。

第三步、将30~50wt%的所述筛分料A、40~60wt%的所述筛分料B、1~10wt%的粉磨料和1~10wt%的热固性树脂混合均匀，在50~100MPa条件下压制成型，于800~1100℃条件下热处理1~3小时，制得高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷。

所述钛白粉的粒度小于0.088mm；所述钛白粉中TiO₂的含量大于99wt%。

所述无水碳酸钾的粒度小于0.088mm；所述无水碳酸钾中K₂CO₃的含量大于99wt%。

所述氢氧化铝的粒度小于0.088mm，所述氢氧化铝的纯度大于99wt%。

所述草酸铝的粒度小于0.088mm，所述草酸铝的纯度大于99wt%。

所述三乙醇胺硼酸酯的纯度大于99wt%。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

本发明在对六钛酸钾晶须的结构、物性及其生成过程等方面的研究基础上，将产品的制备过程分步控制：原料性状调节、形成中间相和材料微结构形成。通过严格限定原料的粒度和中间产物的粒度、处理温度和处理时间等制备过程参数，为高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷在结构中的形成与均匀分布提供了必备条件，因而所制备的高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷中晶须尺寸均匀，所制制品的耐压强度大和孔隙率高的特点。

本发明制备的高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷经检测：六钛酸钾晶须的直径为0.5~2μm，长度为3~20μm；高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷的常温耐压强度大于9MPa，孔隙率大于40%。

因此，本发明制备的高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷中晶须尺寸均匀，所制制品的孔隙率高和耐压强度大。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，先将本具体实施方式的原料统一描述如下，各实施例中不再赘述：

所述钛白粉的粒度小于0.088mm；所述钛白粉中TiO₂的含量大于99wt%。

所述无水碳酸钾的粒度小于0.088mm；所述无水碳酸钾中K₂CO₃的含量大于99wt%。

所述氢氧化铝的粒度小于0.088mm，所述氢氧化铝的纯度大于99wt%。

所述草酸铝的粒度小于0.088mm，所述草酸铝的纯度大于99wt%。

所述三乙醇胺硼酸酯的纯度大于99wt%。

实施例1

一种高强度六钛酸钾晶须多孔陶瓷及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：