一种微波辅助烧结增韧多孔陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微波辅助烧结增韧多孔陶瓷的制备方法，将粉煤灰、氧化铝粉末、高岭土、陶瓷颗粒混合球磨后煅烧，和淀粉、石墨烯纳米片、分散剂、溶剂及消泡剂超声分散制成悬浮液后，常温球磨过筛，使用碾压后聚氨酯海绵浸入浆料中吸附，加压低温预烧得到素坯，置于保温装置中，在微波高温真空烧结炉中，进行烧结，既得所述微波辅助烧结增韧多孔陶瓷。本发明专利技术通过通过添加石墨烯纳米片与聚氨酯海绵，实现多孔与增韧的效果，采用微波烧结节约时间与能源，实现高效、绿色、节能的目标。

Preparation method of microwave assisted sintering toughened porous ceramics

The invention discloses a preparation method of microwave-assisted sintering toughening porous ceramics. Fly ash, alumina powder, kaolin and ceramic particles are calcined by ball milling, and the suspension is prepared by ultrasonic dispersion of starch, graphene nanotablets, dispersants, solvents and defoamers. The suspension is then balled and sifted at room temperature, and polyammonia is used after rolling. The polyester sponge is immersed in the slurry to absorb, pressured and low-temperature pre-fired to obtain the green body, placed in the heat preservation device, sintered in the microwave high-temperature vacuum sintering furnace, and the microwave-assisted sintering toughening porous ceramics are obtained. The invention realizes the effect of porous and toughening by adding graphene nanosheet and polyurethane sponge, adopts microwave sintering to save time and energy, and achieves the goal of high efficiency, green and energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种微波辅助烧结增韧多孔陶瓷的制备方法
本专利技术属于陶瓷加工
，具体涉及一种微波辅助烧结增韧多孔陶瓷的制备方法。
技术介绍
在陶瓷艺术的历史长河中，中国的陶瓷艺术占有举足轻重的地位，在数千年的灿烂文化中，孕育出了六大瓷系，五大名窑以及无数的民间窑系等陶瓷文化，历史底蕴深厚，给后人留下了大量的陶瓷文化宝藏，陶瓷文化是中国最具特色的传统文化之一，时至今日，随着设计思潮的变革和技术多元化的拓展，陶瓷文化在近一个世纪的发展中，上升到了前所未有的高度，科技的进步推动着生产力的大发展，日新月异的技术给陶瓷文化带来了前所未有的便利。
技术实现思路
本专利技术提供一种微波辅助烧结增韧多孔陶瓷的制备方法，本专利技术通过通过添加石墨烯纳米片与聚氨酯海绵，实现多孔与增韧的效果，采用微波烧结节约时间与能源，实现高效、绿色、节能的目标。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种微波辅助烧结增韧多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）陶瓷土的球磨与煅烧将粉煤灰、氧化铝粉末、高岭土、陶瓷颗粒混合后并置于不锈钢真空罐中密封抽真空后通入氩气保护，磨球为氧化铝，采用行星式球磨机进行干法研磨，球磨完成后放入马弗炉中煅烧，待用；（2）海绵吸附将步骤（1）所得物按比例和淀粉、石墨烯纳米片、分散剂、溶剂及消泡剂混合后进行搅拌，进行超声分散，得到悬浮液后，进行常温球磨，采用高能球磨法球磨，球磨介质为水，磨球为氧化铝，将球磨完成后的浆料过100目筛，把多个大孔径聚氨酯海绵经过碾压设备进行加工碾压，浸入浆料中，反复揉压，使得浆料完全渗透海绵，然后取出浸渍了浆料的海绵采用辊压法去除多余的浆料；（3）压制素坯将步骤（2）所得混合物填入陶瓷模具中，缓慢的速度加压到150MPa，保压一段时间后卸压，再以相同的压制速率加压到200MPa，保压1-3分钟，卸压后，压远从模具中取出，在50-80℃温度下进行烘干预烧，得到素坯；（4）微波烧结将步骤（3）所得坯体放置于保温装置中，之后将保温装置整体放置于微波高温真空烧结炉中，通入惰性气体作为保护气体，设定微波高温真空烧结炉的烧结温度，控制升温速率，进行烧结，随炉冷却至室温,既得所述微波辅助烧结增韧多孔陶瓷。所述的氧化铝粉末5-8份、粉煤灰15-25份、高岭土5-10份、陶瓷颗粒5-10份、分散剂0.01-0.3份、溶剂40-100份、消泡剂0.01-0.2份、大孔径聚氨酯海绵5-8份。所述的球磨的球料比为8-10：1，球磨时间为24-48小时。所述溶剂选自聚乙二醇、酒精、去离子水、Ｎ－甲基吡咯烷酮和十二磺基苯酸钠的至少一种。所述消泡剂选自矿物油类消泡剂、硅油类消泡剂、二甲基硅油类消泡剂中的至少一种所述的微波烧结温度设定为1700-2000℃，控制速率为30-40℃/min。本专利技术的优点是：本专利技术将粉煤灰、氧化铝粉末、高岭土、陶瓷颗粒混合球磨后煅烧，和淀粉、石墨烯纳米片、分散剂、溶剂及消泡剂超声分散制成悬浮液后，常温球磨过筛，使用碾压后聚氨酯海绵浸入浆料中吸附，加压低温预烧得到素坯，置于保温装置中，在微波高温真空烧结炉中，进行烧结，既得所述微波辅助烧结增韧多孔陶瓷。本专利技术使得粉煤灰、氧化铝粉末、高岭土、陶瓷颗粒在机械力作用下，细化粉体颗粒尺寸，改善其分散性并提高粉体烧结活性，煅烧后将粉末颗粒间的有机物和水分，粉煤灰中含有大量的二氧化硅非晶玻璃相，采用聚氨酯海绵为牺牲模板，烧结过程中被分解成气体溢出陶瓷，碾压使得聚氨酯海绵本身具有极强的吸附性，在之后的浸入浆料中吸附步骤中可以较多的保存浆料，烧结得到的多孔陶瓷具有与聚氨酯海绵相似的孔隙结构，施加外部压力把模具中的粉末压制成具有一定形状和密度的素坯，采用微波烧结法制备的多孔陶瓷，烧结时间短，效率高，可以避免杂相出现具有高效、绿色和节能的特点。本专利技术通过通过添加石墨烯纳米片与聚氨酯海绵，实现多孔与增韧的效果，采用微波烧结节约时间与能源，实现高效、绿色、节能的目标。具体实施方式本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种微波辅助烧结增韧多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）陶瓷土的球磨与煅烧将粉煤灰、氧化铝粉末、高岭土、陶瓷颗粒混合后并置于不锈钢真空罐中密封抽真空后通入氩气保护，磨球为氧化铝，采用行星式球磨机进行干法研磨，球磨完成后放入马弗炉中煅烧，待用；（2）海绵吸附将步骤（1）所得物按比例和淀粉、石墨烯纳米片、分散剂、溶剂及消泡剂混合后进行搅拌，进行超声分散，得到悬浮液后，进行常温球磨，采用高能球磨法球磨，球磨介质为水，磨球为氧化铝，将球磨完成后的浆料过100目筛，把多个大孔径聚氨酯海绵经过碾压设备进行加工碾压，浸入浆料中，反复揉压，使得浆料完全渗透海绵，然后取出浸渍了浆料的海绵采用辊压法去除多余的浆料；（3）压制素坯将步骤（2）所得混合物填入陶瓷模具中，缓慢的速度加压到150MPa，保压一段时间后卸压，再以相同的压制速率加压到200MPa，保压1-3分钟，卸压后，压远从模具中取出，在50-80℃温度下进行烘干预烧，得到素坯；（4）微波烧结将步骤（3）所得坯体放置于保温装置中，之后将保温装置整体放置于微波高温真空烧结炉中，通入惰性气体作为保护气体，设定微波高温真空烧结炉的烧结温度，控制升温速率，进行烧结，随炉冷却至室温,既得所述微波辅助烧结增韧多孔陶瓷。所述的氧化铝粉末7份、粉煤灰20份、高岭土8份、陶瓷颗粒8份、分散剂0.05份、溶剂60份、消泡剂0.05份、大孔径聚氨酯海绵7份。所述的球磨的球料比为8：1，球磨时间为48小时。所述溶剂选自聚乙二醇、酒精、去离子水、Ｎ－甲基吡咯烷酮和十二磺基苯酸钠的至少一种。所述消泡剂选自矿物油类消泡剂、硅油类消泡剂、二甲基硅油类消泡剂中的至少一种所述的微波烧结温度设定为1700-2000℃，控制速率为30-40℃/min。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波辅助烧结增韧多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）陶瓷土的球磨与煅烧将粉煤灰、氧化铝粉末、高岭土、陶瓷颗粒混合后并置于不锈钢真空罐中密封抽真空后通入氩气保护，磨球为氧化铝，采用行星式球磨机进行干法研磨，球磨完成后放入马弗炉中煅烧，待用；（2）海绵吸附将步骤（1）所得物按比例和淀粉、石墨烯纳米片、分散剂、溶剂及消泡剂混合后进行搅拌，进行超声分散，得到悬浮液后，进行常温球磨，采用高能球磨法球磨，球磨介质为水，磨球为氧化铝，将球磨完成后的浆料过100目筛，把多个大孔径聚氨酯海绵经过碾压设备进行加工碾压，浸入浆料中，反复揉压，使得浆料完全渗透海绵，然后取出浸渍了浆料的海绵采用辊压法去除多余的浆料；（3）压制素坯将步骤（2）所得混合物填入陶瓷模具中，缓慢的速度加压到150MPa，保压一段时间后卸压，再以相同的压制速率加压到200MPa，保压1‑3分钟，卸压后，压远从模具中取出，在50‑80℃温度下进行烘干预烧，得到素坯；（4）微波烧结将步骤（3）所得坯体放置于保温装置中，之后将保温装置整体放置于微波高温真空烧结炉中，通入惰性气体作为保护气体，设定微波高温真空烧结炉的烧结温度，控制升温速率，进行烧结，随炉冷却至室温,既得所述微波辅助烧结增韧多孔陶瓷。...

【技术特征摘要】
1.一种微波辅助烧结增韧多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）陶瓷土的球磨与煅烧将粉煤灰、氧化铝粉末、高岭土、陶瓷颗粒混合后并置于不锈钢真空罐中密封抽真空后通入氩气保护，磨球为氧化铝，采用行星式球磨机进行干法研磨，球磨完成后放入马弗炉中煅烧，待用；（2）海绵吸附将步骤（1）所得物按比例和淀粉、石墨烯纳米片、分散剂、溶剂及消泡剂混合后进行搅拌，进行超声分散，得到悬浮液后，进行常温球磨，采用高能球磨法球磨，球磨介质为水，磨球为氧化铝，将球磨完成后的浆料过100目筛，把多个大孔径聚氨酯海绵经过碾压设备进行加工碾压，浸入浆料中，反复揉压，使得浆料完全渗透海绵，然后取出浸渍了浆料的海绵采用辊压法去除多余的浆料；（3）压制素坯将步骤（2）所得混合物填入陶瓷模具中，缓慢的速度加压到150MPa，保压一段时间后卸压，再以相同的压制速率加压到200MPa，保压1-3分钟，卸压后，压远从模具中取出，在50-80℃温度下进行烘干预烧，得到素坯；（4）微波烧结将步骤（3）所得坯体放置于保温装置中，之后将保温装置整体放置于微波高温真空烧结炉中，通入惰性气体作为保...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑辉，
申请(专利权)人：安徽省亚欧陶瓷有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34