[发明专利]一种陶瓷承烧板及其制备方法

权利要求书

1.一种陶瓷承烧板，其特征在于，

选自第一种陶瓷承烧板A、第二种陶瓷承烧板第三种陶瓷承烧板A-分别如下：

第一种陶瓷承烧板A：

板体包括梯度直孔层；所述梯度直孔层包含呈蜂窝状分布的若干个梯度直孔，孔道的轴向为板体的厚度方向，直孔的孔径沿轴向梯度变化；所述梯度直孔中，各个直孔的尺寸独立的选自：细端孔径为0.1～10μm，粗端孔径为50～500μm，孔道长度为0.1～5mm；

所述第一种陶瓷承烧板A通过以下制备方法制得：

S1、制备陶瓷浆料A和牺牲层浆料XS：

(1)陶瓷浆料A原料：

陶瓷粉：氧化铝细粉80wt％，氧化硅细粉10wt％，高岭土细粉5wt％，氧化钛细粉5wt％；

粘结剂：聚乙烯醇缩丁醛PVB，占陶瓷粉质量的7.5wt％；

分散剂：聚乙烯吡咯烷酮，占陶瓷粉质量的1.5wt％；

造孔剂：石墨，中位粒径D50为35μm，体积占陶瓷粉体积的15％；

溶剂：N-甲基-2-吡咯烷酮NMP，占陶瓷粉与造孔剂总质量的48wt％；

陶瓷浆料A的制备：将陶瓷粉、造孔剂、分散剂和溶剂混合球磨5h后，加入粘结剂继续球磨15h，得到陶瓷浆料A；

(2)牺牲层浆料XS原料：

牺牲浆料XS的制备：将牺牲材料、分散剂、粘结剂和溶剂混合球磨20h，得到牺牲浆料XS；

S2、流延成型：

双层流延：将流延刀前刀高度调节至2.5mm，后刀高度调节至0.3mm，在后刀后面加入牺牲浆料XS，在前刀与后刀之间加入陶瓷浆料A，经流延，得到料带

S3、固化：

将料带置于水中固化15h，具体的：沿板体厚度方向将料带竖直放入水中且平稳入水，直至将料带完全浸没于水中，其中，牺牲层XS层在下方、浆料A层在上方，水的温度为15℃，水与料带中所含所有溶剂的体积比为80∶1，固化15h，得到湿坯

S4、生坯处理：

将湿坯裁剪成一定形状和尺寸，然后在温度30℃、相对湿度60％的环境中晾干30h，得到生坯

S5、烧结：

将生坯经1℃/min升温至800℃，保温2h后排胶，再以3℃/min升温至1450℃，保温5h，其中，牺牲层XS被烧掉，得到陶瓷承烧板A；

或

第二种陶瓷承烧板

板体包括梯度直孔层和毛细孔层；所述梯度直孔层包含呈蜂窝状分布的若干个梯度直孔，孔道的轴向为板体的厚度方向，直孔的孔径沿轴向梯度变化；所述梯度直孔中，各个直孔的尺寸独立的选自：细端孔径为0.1～10μm，粗端孔径为50～500μm，孔道长度为0.1～5mm；所述毛细孔层包括若干个毛细孔；

所述第二种陶瓷承烧板通过以下制备方法制得：

S1、制备陶瓷浆料A和陶瓷浆料B；

(1)陶瓷浆料A原料：

陶瓷粉：莫来石细粉60wt％，白刚玉粉20wt％，勃姆石细粉15wt％，高岭土细粉3.5wt％，碳酸钙粉1.5wt％；

粘结剂：聚乙烯醇缩丁醛PVB，占陶瓷粉质量的7.5wt％；

分散剂：聚乙烯吡咯烷酮，占陶瓷粉质量的1.7wt％；

造孔剂：石墨，中位粒径D50为35μm，体积占陶瓷粉体积的10％；

溶剂：N-甲基-2-吡咯烷酮NMP，占陶瓷粉与造孔剂总质量的40wt％；

陶瓷浆料A的制备：将陶瓷粉、造孔剂、分散剂和溶剂混合球磨5h后，加入粘结剂继续球磨15h，得到陶瓷浆料A；

(2)陶瓷浆料B原料：

陶瓷粉：氧化铝细粉80wt％，氧化硅细粉10wt％，高岭土细粉5wt％，氧化钛细粉5wt％；

粘结剂：聚乙烯醇缩丁醛PVB，占陶瓷粉质量的7.5wt％；

分散剂：聚乙烯吡咯烷酮，占陶瓷粉质量的1.5wt％；

造孔剂：石墨，中位粒径D50为35μm，体积占陶瓷粉体积的15％；

溶剂：N-甲基-2-吡咯烷酮NMP，占陶瓷粉与造孔剂总质量的48wt％；

陶瓷浆料B的制备：将陶瓷粉、造孔剂、分散剂和溶剂混合球磨5h后，加入粘结剂继续球磨15h，得到陶瓷浆料B；

S2、流延成型：

双层流延：将流延刀前刀高度调节至3mm，后刀高度调节至0.3mm，在后刀后面加入陶瓷浆料B，在前刀与后刀之间加入陶瓷浆料A，经流延，得到料带

S3、固化：

将料带置于水中固化10h，具体的：沿板体厚度方向将料带竖直放入水中且平稳入水，直至将料带完全浸没于水中，其中，浆料B层在下方、浆料A层在上方，水的温度为15℃，水与料带中所含所有溶剂的体积比为80∶1，固化10h，得到湿坯

S4、生坯处理：

将湿坯裁剪成一定形状和尺寸，然后在温度20℃、相对湿度60％的环境中晾干30h，得到生坯

S5、烧结：

将生坯经1℃/min升温至800℃，保温2h后排胶，再以3℃/min升温至1450℃，保温5h，得到陶瓷承烧板

或

第三种陶瓷承烧板A-

板体包括：叠加复合的第一板体和第二板体；

所述第一板体包括梯度直孔层；

所述第二板体包括梯度直孔层和毛细孔层；

其中，所述第一板体的梯度直孔层中的细端表面与所述第二板体的梯度直孔层中的细端表面相接触；

所述细端表面是指梯度直孔层中与直孔的细端接近的那一面；

所述梯度直孔层包含呈蜂窝状分布的若干个梯度直孔，孔道的轴向为板体的厚度方向，直孔的孔径沿轴向梯度变化；

所述梯度直孔中，各个直孔的尺寸独立的选自：细端孔径为0.1～10μm，粗端孔径为50～500μm，孔道长度为0.1～5mm；

所述第三种陶瓷承烧板A-通过以下制备方法制得：

S1、制备陶瓷浆料A、陶瓷浆料B、牺牲浆料XS；

(1)陶瓷浆料A原料：

陶瓷粉：莫来石细粉60wt％，白刚玉粉20wt％，勃姆石细粉15wt％，高岭土细粉3.5wt％，碳酸钙粉1.5wt％；

粘结剂：聚乙烯醇缩丁醛PVB，占陶瓷粉质量的7.5wt％；

分散剂：聚乙烯吡咯烷酮，占陶瓷粉质量的1.7wt％；

造孔剂：石墨，中位粒径D50为35μm，体积占陶瓷粉体积的10％；

溶剂：N-甲基-2-吡咯烷酮NMP，占陶瓷粉与造孔剂总质量的40wt％；

陶瓷浆料A的制备：将陶瓷粉、造孔剂、分散剂和溶剂混合球磨5h后，加入粘结剂继续球磨15h，得到陶瓷浆料A；

(2)陶瓷浆料B原料：

陶瓷粉：氧化铝细粉80wt％，氧化硅细粉10wt％，高岭土细粉5wt％，氧化钛细粉5wt％；

粘结剂：聚乙烯醇缩丁醛PVB，占陶瓷粉质量的7wt％；

分散剂：聚乙烯吡咯烷酮，占陶瓷粉质量的1.5wt％；

造孔剂：石墨，中位粒径D50为35μm，体积占陶瓷粉体积的15％；

溶剂：N-甲基-2-吡咯烷酮NMP，占陶瓷粉与造孔剂总质量的48wt％；

陶瓷浆料B的制备：将陶瓷粉、造孔剂、分散剂和溶剂混合球磨5h后，加入粘结剂继续球磨15h，得到陶瓷浆料B；

(3)牺牲浆料XS原料：

牺牲浆料XS的制备：将牺牲材料、分散剂、粘结剂和溶剂混合球磨20h，得到牺牲浆料XS；

S2、流延成型：

(1)陶瓷浆料双层流延：将流延刀前刀高度调节至3mm，后刀高度调节至0.3mm，在后刀后面加入陶瓷浆料B，在前刀与后刀之间加入陶瓷浆料A，经流延，得到料带

(2)陶瓷浆料与牺牲浆料双层流延：将流延刀前刀高度调节至3mm，后刀高度调节至0.3mm，在后刀后面加入牺牲浆料XS，在前刀与后刀之间加入陶瓷浆料A，经流延，得到料带

S3、固化：

分别将料带和料带置于水中固化10h，料带的固化如下：沿板体厚度方向将料带竖直放入水中且平稳入水，直至将料带完全浸没于水中，其中，浆料B层在下方、浆料A层在上方，水的温度为15℃，水与料带中所含所有溶剂的体积比为80∶1，固化10h；料带的固化如下：另取一个盛有水的容器，沿板体厚度方向将料带竖直放入水中且平稳入水，直至将料带完全浸没于水中，其中，牺牲层XS层在下方、浆料A层在上方，水的温度为15℃，水与料带中所含所有溶剂的体积比为80∶1，固化10h；经上述处理，分别得到湿坯和湿坯

S4、生坯处理：

将湿坯和湿坯裁剪成一定形状和尺寸，然后在温度20℃、相对湿度60％的环境中晾干30h，分别得到生坯和生坯之后，将生坯和生坯进行堆叠，具体是将两个坯体中A层表面堆叠，在65℃、700Psi、保压3min的压制条件下进行压合，得到厚度约4.5mm的复合生坯

S5、烧结：

将复合生坯经1℃/min升温至800℃，保温2h后排胶，再以3℃/min升温至1450℃，保温5h，其中，牺牲层XS被烧掉，得到陶瓷承烧板A-其中，两个板体中梯度直孔层中直孔细端对应的那一面相互接触。