一种气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术提供一种气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法，包括如下步骤：将普通Al2O3粉末与纳米颗粒采用高能球磨混合均匀，得到复合粉体；向复合粉体中加入溶解有发泡剂的去离子水，低速搅拌，获得泡沫浆料；将泡沫浆料倒入模具中，加压，得到预制体；加热预制体以除去发泡剂，烧结后获得产品。本发明专利技术可显著提高溶剂回收率，以及节约能耗。本发明专利技术采用在陶瓷材料中添加纳米材料，实现可以控制发泡之后气泡尺寸的大小，具有工艺简单、成本低廉、操作方便、绿色环保等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及泡沫陶瓷制备
，具体涉及一种气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法。
技术介绍
泡沫陶瓷的发展始于20世纪70年代，是一种气孔率高达70～90％，体积密度只有0.3～0.6g/cm3，具有三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构的多孔陶瓷制品。作为一种新型的无机非金属过滤材料，除了具有耐高温、耐腐蚀等一般陶瓷所具有的性能外，还具有质量轻、气孔率高、比表面积大、强度高、耐高温、耐腐蚀、对流体自扰性强、再生简单、使用寿命长及良好的过滤吸附性等优点，与传统的过滤器如陶瓷颗粒烧结体、玻璃纤维布相比，不仅操作简单、节约能源、成本低，而且过滤效果好。泡沫陶瓷被广泛地应用于冶金、化工、轻工、食品、环保、节能等领域。目前，泡沫陶瓷的制备方法主要采用有机前驱体浸渍法、发泡法、添加造孔剂等。专利CN200310111210.X将纳米碳酸钙、普通硅酸盐与添加剂和水混合、搅拌、研磨成浆料，再涂覆于泡沫材料上，经过自然硬化，使之复合成一体。该专利采用有机前驱体浸渍法，但是孔径大小受到前驱体的影响，无法做到很小。发泡法产生的气泡多，多为通孔，但是其气泡尺寸不可掌控，使得最终材料的性能不可确定。因此，研究出一种气孔可控性泡沫陶瓷的制备方法也就成为当务之急。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法，采用在陶瓷材料中添加纳米材料，实现可以控制发泡之后气泡尺寸的大小，具有工艺简单、成本低廉、操作方便、绿色环保等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法，包括如下步骤：1)将普通Al2O3粉末与纳米颗粒采用高能球磨混合均匀，得到复合粉体；2)向复合粉体中加入溶解有发泡剂的去离子水，低速搅拌，获得泡沫浆料；3)将泡沫浆料倒入模具中，加压，得到预制体；4)加热预制体以除去发泡剂，烧结后获得产品。根据以上方案，所述纳米颗粒为纳米三氧化二铝、硅酸钠、长石、石英石中的任意一种或者两种以上的组合；所述发泡剂为碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠、硅酸钠中的任意一种或者两种以上的组合。根据以上方案，所述纳米颗粒与Al2O3粉末的质量比为1︰14～1︰9，所述发泡剂与去离子水的质量比为1︰19，所述高能球磨的转速为2000～4000r/min。根据以上方案，所述复合粉体的质量为去离子水质量的30％～50％。根据以上方案，所述低速搅拌的转速为50～200r/min。根据以上方案，所述加压的压力为50～200MPa。根据以上方案，所述加热的温度为180～220℃，所述烧结的温度为1500～2000℃。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术将纳米颗粒加入传统泡沫陶瓷中，一方面可以钉扎气泡阻碍其生长，另一方面可以起到弥散强化的作用，从而可以控制气泡的大小，并增加泡沫陶瓷的强度；2)本专利技术的制备工艺所需设备简单，成本较低，操作方便，制备周期较短；3)所用原材料绿色环保无污染，适用于工业化批量生产。附图说明图1是本专利技术的工艺过程示意图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术的技术方案进行说明。实施例1：本专利技术提供一种气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法，包括如下步骤(见附图1)：1)将70gAl2O3粉末与5g硅酸钠纳米颗粒采用高能球磨以3000r/min的转速混合均匀，得到复合粉体；2)向复合粉体中加入溶解有7.5g碳酸钙的150g去离子水，以100r/min的转速低速搅拌，获得泡沫浆料；3)将泡沫浆料倒入模具中，以100MPa的压力进行加压，得到预制体；4)加热至200℃除去发泡剂，然后经过1800℃烧结，得到产品。实施例2：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤1)中的高能球磨的转速为2000r/min。实施例3：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤1)中的高能球磨的转速为2500r/min。实施例4：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤1)中的高能球磨的转速为3500r/min。实施例5：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤1)中的纳米颗粒为三氧化二铝。实施例6：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤1)中的纳米颗粒为长石。实施例7：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤1)中的纳米颗粒为石英石。实施例8：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤3)中加压的压力为50MPa。实施例9：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤3)中加压的压力为150MPa。实施例10：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤3)中加压的压力为200MPa。实施例11：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤4)中的烧结温度为1600℃。实施例12：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤4)中的烧结温度为1700℃。实施例13：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤4)中的烧结温度为1900℃。实施例14：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤1)中的Al2O3粉末与硅酸钠纳米颗粒分别为40.5g与4.5g，所述步骤2)中的发泡剂为碳酸镁，所述步骤4)中的加热温度为180℃、烧结温度为2000℃。实施例15：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤1)中的Al2O3粉末与硅酸钠纳米颗粒分别为50g与5g，所述步骤2)中的发泡剂为碳酸氢钠，所述步骤4)中的加热温度为220℃。实施例16：按照实施例1的步骤制备，与实施例1的不同点在于，所述步骤1)中的Al2O3粉末与硅酸钠纳米颗粒分别为60g与5g、高能球磨的转速为4000r/min，所述步骤2)中的发泡剂为硅酸钠。对实施例1～13所制得气孔可控性纳米泡沫陶瓷的导电性能进行测试，其吸声系数如表1所示。表1实施例1～13产品的吸声系数样品吸声系数(1000Hz)实施例10.95实施例20.84实施例30.92实施例40.90实施例50.62本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将普通Al2O3粉末与纳米颗粒采用高能球磨混合均匀，得到复合粉体；2)向复合粉体中加入溶解有发泡剂的去离子水，低速搅拌，获得泡沫浆料；3)将泡沫浆料倒入模具中，加压，得到预制体；4)加热预制体以除去发泡剂，烧结后获得产品。

【技术特征摘要】
1.一种气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将普通Al2O3粉末与纳米颗粒采用高能球磨混合均匀，得到复合粉体；
2)向复合粉体中加入溶解有发泡剂的去离子水，低速搅拌，获得泡沫浆
料；
3)将泡沫浆料倒入模具中，加压，得到预制体；
4)加热预制体以除去发泡剂，烧结后获得产品。
2.根据权利要求1所述的气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法，其特征在
于，所述纳米颗粒为纳米三氧化二铝、硅酸钠、长石、石英石中的任意一种或
者两种以上的组合；所述发泡剂为碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠、硅酸钠中的任
意一种或者两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的气孔可控性纳米泡沫陶瓷的制备方法，其特征在
于，所述纳米颗粒与A...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，王利民，陈思敏，孟晓明，詹耿，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42