一种具有放射状结构的管状多孔陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开的一种具有放射状结构的管状多孔陶瓷及其制备方法，属于多孔陶瓷材料制备技术领域。本发明专利技术以陶瓷粉末为原料添加分散剂和烧结助剂，配制水系陶瓷浆料，将浆料球磨混合均匀并除气后装入冷却模具中，进行冷冻，然后将冷冻后的生坯置于冷冻干燥机中升华冰层，之后再对干燥后的生坯烧结，得到一种由内向外发散的且片层间距递减的放射状结构的管状多孔陶瓷。同时，可通过改变浆料粘度和原料粒径等条件实现对产物孔形貌及孔隙率的梯度变化调控。操作简单、对设备要求低、对环境友好。制得的具有放射状结构的管状多孔陶瓷在净化过滤、保温隔热、生物医疗、电子器件、航空航天和能源化工等各方面都有广泛的应用前景。

Tubular porous ceramic with radial structure and preparation method thereof

The invention discloses a tubular porous ceramic with radial structure and a preparation method thereof, belonging to the technical field of preparation of porous ceramic materials. In the present invention, the ceramic powder is used as the dispersant and the sintering agent to prepare the water system ceramic slurry. The slurry is mixed evenly and is loaded into the cooling mold after degassing, and then frozen, and then the frozen blank is put into the ice layer in the freezing dryer, then the dried blank is sintered to get a kind of introvert. Tubular porous ceramics with radially dispersed outer layer and decreasing interlamellar spacing. At the same time, the gradient of pore morphology and porosity can be controlled by changing the viscosity of the slurry and the particle size of the raw material. The operation is simple, the equipment is low, and the environment is friendly. Tubular porous ceramics with radiate structure have wide application prospects in purification and filtration, thermal insulation, biological medicine, electronic devices, aeronautics and Astronautics and energy and chemical industry.

【技术实现步骤摘要】
一种具有放射状结构的管状多孔陶瓷及其制备方法
本专利技术属于多孔陶瓷材料制备
，具体涉及一种具有放射状结构的管状多孔陶瓷及其制备方法。
技术介绍
多孔陶瓷具有透过性、发达的比表面积、吸收能量、低密度以及低热传导等性能，在净化过滤、保温隔热、生物医疗、电子器件、航空航天和能源化工等各方面都有广泛的应用。冷冻干燥作为一种对环境友好的近净型技术，因其可用来制备一种独特的片层结构的多孔材料，受到国内外学者的广泛关注。与传统多孔陶瓷制备工艺相比，冷冻干燥法通过浆料固相含量、冷冻温度、冷冻速率等的选择，可以对孔的形貌、尺寸以及孔隙率进行良好的控制，可以充分的发挥多孔陶瓷材料的应用潜力。具有放射状层片结构的管状多孔陶瓷，层片由内向外发散，且层片间距由内向外递减，因其特殊的结构，在过滤分离、生物医药、固体燃料电池、航空航天和能源化工等各方面都有巨大的应用前景。中国专利《仿生梯度多孔陶瓷材料的制备方法》(申请号：201310046286.2，申请公布号CN103145438A，申请公布日2013.06.12)公开了一种注浆成型结合多次冷冻干燥技术，制备孔隙率由内向外减小、具有内疏外密仿生结构的梯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有放射状结构的管状多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)配制陶瓷浆料将分散剂溶于去离子水中制得稳定的溶液，向该稳定的溶液中加入陶瓷颗粒和烧结助剂，球磨混料，制得陶瓷浆料；2)浆料除气采用真空搅拌除气法去除陶瓷浆料中的气泡；3)冷冻将经步骤2)除气处理后的陶瓷浆料置于冷却模具中，进行冷冻，冷冻温度为‑5℃～‑55℃，得到冷冻生坯；4)真空冷冻干燥将冷冻生坯在‑55℃、1Pa的真空度下，真空冷冻干燥处理，制得多孔陶瓷生坯；5)排胶和烧结将多孔陶瓷生坯，自室温起，以1～3℃/min的升温速率，加热至500～800℃，排胶处理2～4h；再以10～12℃/min的升温速率，加热至130...

【技术特征摘要】
1.一种具有放射状结构的管状多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)配制陶瓷浆料将分散剂溶于去离子水中制得稳定的溶液，向该稳定的溶液中加入陶瓷颗粒和烧结助剂，球磨混料，制得陶瓷浆料；2)浆料除气采用真空搅拌除气法去除陶瓷浆料中的气泡；3)冷冻将经步骤2)除气处理后的陶瓷浆料置于冷却模具中，进行冷冻，冷冻温度为-5℃～-55℃，得到冷冻生坯；4)真空冷冻干燥将冷冻生坯在-55℃、1Pa的真空度下，真空冷冻干燥处理，制得多孔陶瓷生坯；5)排胶和烧结将多孔陶瓷生坯，自室温起，以1～3℃/min的升温速率，加热至500～800℃，排胶处理2～4h；再以10～12℃/min的升温速率，加热至1300～2100℃，保温3～5h，制得具有放射状结构的管状多孔陶瓷。2.根据权利要求1所述的具有放射状结构的管状多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤1)中，陶瓷颗粒为氧化铝、氧化锆、氮化铝、羟基磷灰石、磷酸三钙、粘土、碳化硅、氮化硅、金刚砂和堇青石中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的具有放射状结构的管状多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤1)中，分散剂为羧...

【专利技术属性】
技术研发人员：史忠旗，杨必果，张哲健，夏鸿雁，王继平，王波，王红洁，杨建锋，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61