[发明专利]一种多孔碳化硅陶瓷的低温氧化烧结工艺

说明书

本发明属于一种多孔碳化硅陶瓷的低温氧化烧结工艺。本发明的目的是低温(低于处理600℃)条件下制备的含二氧化钛的蜂窝陶瓷机械强度低的问题。本发明包括如下步骤：A.向制备蜂窝陶瓷体的粉体原料中加入硅溶胶中碳酸氢钙重量占全部粉体原料总重量的5％‑30％；B.将粉体原料加工成蜂窝陶瓷体坯体，将所述蜂窝陶瓷体坯体置于温度在50℃‑150℃，湿度大于75度的水热环境中24‑120小时；C.将蜂窝陶瓷体坯体进行烧结，烧结温度范围为500℃‑550℃，烧结时间为12‑72小时。本发明使得含二氧化钛的蜂窝陶瓷在烧成温度低于600℃的情况下可以获得足够的机械强度。

技术领域

本发明属于一种多孔碳化硅陶瓷的低温氧化烧结工艺。

背景技术

蜂窝陶瓷整体挤出催化剂(蜂窝陶瓷基催化剂)是在制造蜂窝陶瓷的原料中添加锐钛矿型二氧化钛粉体、活性组分氧化钒以及稳定剂氧化钨或氧化钼等。经过常规地生产蜂窝陶瓷的工艺，生产出催化剂生坯。然后经过烧成将催化剂生坯中对催化活性有影响的有机物烧掉，同时使催化剂具备使用所须的机械强度。由于二氧化钛作为催化剂组分，只有晶体尺寸在几十个纳米范围内，比表面积在几十平方米每克的锐钛矿型结构才具有催化活性。而锐钛矿型二氧化钛在经过600℃以上高温热处理后不但晶体尺寸会长大，比表面积会降低，同时晶形会转变为金红石型，这些变化都会使二氧化钛粉体失去活性，从而使催化剂丧失活性。而传统的蜂窝陶瓷制备工艺为使产品具备机械强度，烧成温度都在800℃以上，因此含二氧化钛的蜂窝陶瓷体催化剂如果采用传统的烧成方法会导致催化剂失效。因此，能否制定出低温(低于处理600℃)条件下制备含二氧化钛的蜂窝陶瓷制备工艺成为这一产品能否得以广泛应用的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温(低于处理600℃)条件下制备含二氧化钛的蜂窝陶瓷制备工艺。

本发明的技术方案如下：

一种一种多孔碳化硅陶瓷的低温氧化烧结工艺包括如下步骤：

A、向制备蜂窝陶瓷体的粉体原料中加入硅溶胶，所述硅溶胶中碳酸氢钙重量占全部粉体原料总重量的5％-30％；

B、将步骤A中全部粉体原料加工成蜂窝陶瓷体坯体，将所述蜂窝陶瓷体坯体置于温度在50℃-150℃，湿度大于75度的水热环境中24-120小时；

C、将步骤B得到的经过处理的蜂窝陶瓷体坯体进行烧结，烧结温度范围为500℃-550℃，烧结时间为12-72小时。

所述硅溶胶为酸性硅溶胶。

在步骤A向制备陶瓷体的粉体原料中加入玻璃纤维，所述玻璃纤维的重量占全部粉体原料总重量的0.1％-10％。

所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

所述玻璃纤维的直径为1-3um。

优选的所述玻璃纤维的直径为2um。

所述玻璃纤维的长度为1-10mm。

一种低温下制备蜂窝陶瓷体的粉体原料，包括硅溶胶，所述硅溶胶中碳酸氢钙重量占全部粉体原料总重量的5％-30％。

所述硅溶胶为酸性硅溶胶。

还包括玻璃纤维，所述玻璃纤维的重量占全部粉体原料总重量的0.1％-10％。含网状氧化硅晶体结构的蜂窝陶瓷体，且还含有玻璃纤维。

本发明的技术效果：

采用本发明的技术方案，使得含二氧化钛的蜂窝陶瓷在烧成温度低于600℃的情况下可以获得足够的机械强度，同时在这一温度条件下原料中的锐钛矿型二氧化钛不会发生晶体长大和晶形转变，这样可以确保生产的催化剂发生效力。