一种氧化锆‑莫来石高气孔率陶瓷材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化锆‑莫来石多孔陶瓷材料的制备方法，以氧化铝、锆英砂为主要原料，以氧化钇为稳定剂，以氟化铝为添加剂，采用聚氨酯泡沫浸渍和凝胶固化相结合的成型方式，通过原位合成技术制备具有针状莫来石晶须结构的氧化锆‑莫来石多孔陶瓷材料，坯体中的溶剂挥发和有机物高温分解形成多孔结构，具有孔隙率高(大于80％)、孔径分布均匀、高温力学性能和抗热冲击性优良的特点。

A zirconia mullite high porosity ceramic material preparation method

The invention discloses a preparation method of zirconia mullite porous ceramic material, alumina and zircon as the main raw material, with yttrium oxide as stabilizer, with aluminum fluoride as additive, forming the polyurethane foam impregnated and cured gel combination, through the original synthetic preparation technology with acicular mullite mullite whisker structure zirconia mullite porous ceramic material, the body in the solvent and organic matter decomposition at high temperature to form porous structure, with high porosity (more than 80%), uniform pore size distribution and high temperature mechanical properties and thermal shock resistance characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锆-莫来石高气孔率陶瓷材料的制备方法
本专利技术属于无机陶瓷材料
，具体涉及到一种氧化锆-莫来石多孔陶瓷材料的制备方法。
技术介绍
随着国民经济的发展，工业化进程的加快，我国能源供需矛盾日益突出，环境污染问题凸现。当前，环境污染防护与治理已成为我国政府的重要抓手，也是供给侧改革的重要手段之一。因此，寻求有利于环境保护的高效洁净燃烧技术，挖掘和开发使用低品位或低热值的能源，对于我国能源结构的调整和生态环境的可持续发展具有十分迫切和重要的意义。作为一种新型的燃烧技术，多孔介质燃烧技术由于具有燃烧效率高、NOx等污染物排放含量低、温度均匀性好以及可实现低热值燃料的燃烧利用等特点，集节能、减排、环保于一身，具有广泛的市场应用前景，因而受到学术界、政府和市场的大量关注。但是，燃烧器燃烧温度高(≥1500℃)、启停温差大的特点，对用于燃烧器内芯的多孔介质陶瓷的服役性能提出了极高的要求，不然容易导致燃烧器多孔陶瓷内芯的破裂和损毁。目前，用于燃烧器内芯的多孔陶瓷主要是以氧化铝、氧化锆或碳化硅为基体的材料制备而成。尽管氧化铝、氧化锆等材料的熔点很高，但是由于在制造过程中使用粘接剂或者低熔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锆‑莫来石高气孔率陶瓷材料的制备方法，其特征在于它以氧化铝、锆英砂为主要原料，以氧化钇为稳定剂，以氟化铝为添加剂，采用聚氨酯泡沫浸渍和凝胶固化相结合的成型方式，通过原位合成技术制备氧化锆‑莫来石多孔陶瓷材料。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锆-莫来石高气孔率陶瓷材料的制备方法，其特征在于它以氧化铝、锆英砂为主要原料，以氧化钇为稳定剂，以氟化铝为添加剂，采用聚氨酯泡沫浸渍和凝胶固化相结合的成型方式，通过原位合成技术制备氧化锆-莫来石多孔陶瓷材料。2.一种氧化锆-莫来石高气孔率陶瓷材料的制备方法，其特征在于它的主要步骤如下：(1)配料：按重量百分比计为：锆英砂45～55％、氧化铝35～45％、氧化钇1～5％、添加剂氟化铝1～10％，准备氧化铝粉体、锆英砂粉体、氧化钇粉体和氟化铝粉体；将氧化铝粉体、锆英砂粉体、氧化钇粉体按配比要求称量，混合得到复合粉体；氟化铝粉体在步骤(6)中使用；(2)浆料制备：按照重量百分比，有机单体丙烯酰胺9～18份、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺1～2份、去离子水80～90份，配制成预混液；在100份的预混液中加入步骤(1)中所述的复合粉体50～100份，再加入0.1～1份的柠檬酸铵分散剂，高速球磨20～40小时，得到浆料；(3)生坯制备：将步骤(2)所得浆料滤出，注入高弹性聚氨酯泡沫，充分浸渍后再加入1～4份过硫酸铵引发剂和0.5～2份N,N,N’,N’-四甲基乙二胺催化剂，常温固化成型后取出生坯；(4)生坯干燥：将步骤(3)所得生坯置入常温控湿设备进行干燥，然后转移至烘箱保温，得到干燥后的生坯；(5)排胶：将步骤(4)所得干燥后的生坯排胶；(6)烧结：步骤(5)所得排胶后的坯样置入已预装有一定量氟化铝粉体的坩埚并密封坩埚进行烧结，随炉冷却即可得到氧化锆-莫来石高气孔率陶瓷材料制品。3.根据权利要求2所述的一种氧化锆-莫来石高气孔率陶瓷材料的制备方法，其特征在于所述锆英砂的化学组成为：ZrO266～67wt％、SiO232～33wt％、TiO20.1～0.15wt％、Fe2O30.01～0.05wt％、Al2O30.5～1wt％、CaO0.01～0.03wt％。4.根据权利要求2所述的一种氧化锆-莫来石高气孔率陶瓷材料的制备方法，其特征在于所述氧化铝粉体为α-Al2O3，纯度大于99％；氧化钇粉纯度大于99％，氟化铝纯度大于98％。5.根据权利要求2所述的一种氧化锆-莫来石高气孔率陶瓷材料的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中，高能球磨速率为500-750转/分。6.根据权利要求2所述的一种氧化锆-莫来石高气孔率陶瓷材料的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中，高弹性聚氨酯泡沫为孔径为10-40PPI经...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜贤武，丁翠娇，曹炳雷，韩斌，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42