[发明专利]一种氧化镁多孔陶瓷的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化镁多孔陶瓷的制备方法，属于陶瓷材料技术领域。包括以下步骤：将MgO粉体，烧结助剂，水溶剂，减水剂，粘合剂，分散剂置于行星球磨机中以250r/min研磨2‑4h得到混合均匀的浆料。将经过NaOH水溶液浸泡处理后表面粗糙的聚氨酯泡沫完全浸入制备好的浆料，取出并去除多余浆料，并反复进行该操作，直到骨架上的浆料不再增加后置于烘箱中干燥。将干燥的素坯置于马弗炉烧结，降至室温得到氧化镁多孔陶瓷。将烧结得到的氧化镁多孔陶瓷置于溶胶悬浮液中浸泡，再经高温固化后得到力学性能提升的多孔陶瓷。本申请具有工艺简单，制备周期短，气孔率高、抗压强度高，导热系数低以及重复性好的优势。

技术领域

本发明涉及陶瓷制备领域，具体是一种氧化镁多孔陶瓷的制备方法。

背景技术

多孔陶瓷因其气孔率高，比表面积大，强度高，容重低，耐高温和耐酸碱腐蚀能力强，热传导率低，化学性能稳定在气体、液体过滤、净化分离、催化载体、保温材料、生物材料、吸声减震和传感器材料等许多方面都有广泛的应用。目前，多孔陶瓷的制备工艺有有机泡沫浸渍法，直接发泡法，添加造孔剂法，溶胶-凝胶法，冷冻干燥法。由于多孔陶瓷气孔率大导致其力学性能差，这也引起研究人员的广泛关注，不断探索寻找低成本制备高强度多孔陶瓷的方法。

氧化镁具有低密度、高熔点、高强度和优异的绝热性能。采用氧化镁作为多孔陶瓷的原料是提高其优异性能的根本途径。且氧化镁在磨光剂、黏合剂，人造纤维，食品加工建筑行业，化学工业，水处理等行业广泛应用，是一种常见且成本低廉的化工原料。

多孔陶瓷大部分应用场景均需要高强度为前提，但多孔陶瓷具有三维连通孔道，导致大多数多孔陶瓷整体抗压强度偏低低，无法兼并大孔隙率与高抗压强度和低热导。因此如何制备高抗压强度的多孔陶瓷是当下急需解决的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题：针对现有多孔陶瓷抗压强度较低，绝热性能不高提出了一种氧化镁多孔陶瓷的制备方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

称取一定量的氧化镁粉体和辅助用剂，在常温下进行球磨，得到混合均匀的氧化镁浆料；

将聚氨酯泡沫浸入NaOH溶液处理，得到表面粗糙的聚氨酯泡沫模板；

将经过处理的聚氨酯泡沫模板完全浸入氧化镁浆料中，取出并挤出多余浆料；重复浸入和挤出操作，直到聚氨酯泡沫模板上的浆料不再增加，得到多孔陶瓷素坯；

将多孔陶瓷素坯置于干燥箱中，恒温干燥后烧结，得到氧化镁多孔陶瓷；

将氧化镁多孔陶瓷置于溶胶悬浮液中6-8h，高温固化后得到力学性能提升的氧化镁多孔陶瓷。

本申请还提供了一种氧化镁多孔陶瓷，采用上述方法制备而成。

可选地，辅助用剂包括以下用剂的至少一种或其组合：烧结助剂，去离子水，减水剂，粘合剂，分散剂。

可选地，烧结助剂为氧化铝，氧化钇，氧化锆，二氧化硅的一种或几种；减水剂为聚羧酸减水剂，密胺系减水剂，氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂中的一种或几种；粘合剂为聚乙二醇，聚乙烯醇，硅溶胶，羧甲基纤维素钠的一种或几种；分散剂为聚丙烯酸钠，甲基戊醇，聚丙烯酰胺，古尔胶，脂肪酸聚乙二醇脂，异丁烯与马来酸酐共聚物等的一种或几种。

可选地，行星球磨机球磨转速为250r/min，球磨时间为2～4h，NaOH溶液浓度为20％，溶液温度为60～80℃，浸泡时间为6～8h，反复浸渍浆料并将多余浆料挤出，挤出方法可以是平板挤压法和滚压法的一种。。

可选地，多孔陶瓷素坯的干燥温度为80℃，干燥时间为24～72h。

可选地，烧结制度为以1℃/min从室温升至500℃，预烧保温2h，再以2℃/min升至1500～1600℃烧结并保温1～5h后降至室温。