一种多孔碳化钛陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔碳化钛陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷材料技术领域；多孔碳化钛陶瓷材料包括以下重量份数的原料：粘土35‑45份、碳化钛13‑17份、气凝胶膨胀珍珠岩10‑14份、氮化锆7‑11份、聚乳酸纤维5‑9份、碳化铍4‑8份、硼镁石1‑5份；本发明专利技术采用聚乳酸纤维为造孔剂，安全无污染，制备工艺简单，生产条件要求低，降低了生产成本，制备的多孔碳化钛陶瓷材料空隙率高，抗压性能好，强度高。

A Porous Titanium Carbide Ceramic Material and Its Preparation Method

The invention discloses a porous titanium carbide ceramic material and a preparation method thereof, belonging to the technical field of ceramic materials; the porous titanium carbide ceramic material comprises the following raw materials of weight: Clay 35, 45 parts, titanium carbide 13, 17 parts, aerogel expanded pearlite 10, 14 parts, zirconium nitride 7 7 11, polylactic acid fiber 5 5 9 parts, carbonized beryllium 4, 4 parts, and borosilicate trap. Polylactic acid fiber is a pore-forming agent, which is safe and pollution-free. The preparation process is simple, the production conditions are low, and the production cost is reduced. The porous titanium carbide ceramics prepared have high porosity, good compressive performance and high strength.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔碳化钛陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及一种陶瓷材料，具体是一种多孔碳化钛陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
陶瓷是陶器、炻器和瓷器的总称，凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成型、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物都可以叫陶瓷。传统的陶瓷主要用于生活用品和作为艺术品，目前陶瓷已经广泛应用于建筑、化工、航空航天等领域，对陶瓷性能的要求也逐渐提高。多孔陶瓷拥有一系列优异的特性，如重量轻，相对密度低，比强度高，比面积高，渗透性好，吸附性好等，目前碳化钛陶瓷是多孔陶瓷发展的方向之一，但是目前碳化钛陶瓷的孔隙率较低，而且抗压强度不足，应用范围较窄。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多孔碳化钛陶瓷材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多孔碳化钛陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：粘土35-45份、碳化钛13-17份、气凝胶膨胀珍珠岩10-14份、氮化锆7-11份、聚乳酸纤维5-9份、碳化铍4-8份、硼镁石1-5份。作为本专利技术进一步的方案：包括以下重量份数的原料：粘土38-42份、碳化钛14-16份、气凝胶膨胀珍珠岩11-13份、氮化锆8-10份、聚乳酸纤维6-8份、碳化铍5-7份、硼镁石2-4份。作为本专利技术进一步的方案：包括以下重量份数的原料：粘土40份、碳化钛15份、气凝胶膨胀珍珠岩12份、氮化锆9份、聚乳酸纤维7份、碳化铍6份、硼镁石3份。一种多孔碳化钛陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取粘土、碳化钛、气凝胶膨胀珍珠岩、氮化锆、碳化铍和硼镁石，混合均匀后加入球磨机进行球磨，然后过筛得混合粉体；（2）向混合粉体中加入其重量5-10%的乙醇溶液，混合均匀后采用层铺法加入聚乳酸纤维；（3）将步骤（2）所得物放入压制成型设备，压制成型得生坯；（4）将生坯先进行低温真空烧结，然后进行高温真空烧结，烧结后得多孔碳化钛陶瓷材料。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤（1）中球磨时间为8-12h，然后过100目筛得混合粉体。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤（2）中乙醇溶液质量分数为40-60%。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤（3）中压制成型压力为65-85MPa。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤（4）中低温真空烧结温度为160-170℃，烧结时间20-40min；高温真空烧结温度为1400-1600℃，烧结时间2-4h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采用聚乳酸纤维为造孔剂，安全无污染，制备工艺简单，生产条件要求低，降低了生产成本，制备的多孔碳化钛陶瓷材料空隙率高，抗压性能好，强度高。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种多孔碳化钛陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：粘土35份、碳化钛13份、气凝胶膨胀珍珠岩10份、氮化锆7份、聚乳酸纤维5份、碳化铍4份、硼镁石1份。一种多孔碳化钛陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取粘土、碳化钛、气凝胶膨胀珍珠岩、氮化锆、碳化铍和硼镁石，混合均匀后加入球磨机球磨8h，然后过100目筛得混合粉体；（2）向混合粉体中加入其重量5%的质量分数为60%的乙醇溶液，混合均匀后采用层铺法加入聚乳酸纤维；（3）将步骤（2）所得物放入压制成型设备，在65MPa下压制成型得生坯；（4）将生坯先进行低温真空烧结，低温真空烧结温度为160℃，烧结时间40min；然后进行高温真空烧结，高温烧结温度为1400℃，烧结时间4h；烧结后得多孔碳化钛陶瓷材料。实施例2一种多孔碳化钛陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：粘土38份、碳化钛14份、气凝胶膨胀珍珠岩11份、氮化锆8份、聚乳酸纤维6份、碳化铍5份、硼镁石2份。一种多孔碳化钛陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取粘土、碳化钛、气凝胶膨胀珍珠岩、氮化锆、碳化铍和硼镁石，混合均匀后加入球磨机球磨9h，然后过100目筛得混合粉体；（2）向混合粉体中加入其重量6%的质量分数为45%的乙醇溶液，混合均匀后采用层铺法加入聚乳酸纤维；（3）将步骤（2）所得物放入压制成型设备，在70MPa下压制成型得生坯；（4）将生坯先进行低温真空烧结，低温真空烧结温度为162℃，烧结时间35min；然后进行高温真空烧结，高温烧结温度为1450℃，烧结时间3.5h；烧结后得多孔碳化钛陶瓷材料。实施例3一种多孔碳化钛陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：粘土40份、碳化钛15份、气凝胶膨胀珍珠岩12份、氮化锆9份、聚乳酸纤维7份、碳化铍6份、硼镁石3份。一种多孔碳化钛陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取粘土、碳化钛、气凝胶膨胀珍珠岩、氮化锆、碳化铍和硼镁石，混合均匀后加入球磨机球磨10h，然后过100目筛得混合粉体；（2）向混合粉体中加入其重量7%的质量分数为50%的乙醇溶液，混合均匀后采用层铺法加入聚乳酸纤维；（3）将步骤（2）所得物放入压制成型设备，在75MPa下压制成型得生坯；（4）将生坯先进行低温真空烧结，低温真空烧结温度为165℃，烧结时间30min；然后进行高温真空烧结，高温烧结温度为1500℃，烧结时间3h；烧结后得多孔碳化钛陶瓷材料。实施例4一种多孔碳化钛陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：粘土42份、碳化钛16份、气凝胶膨胀珍珠岩13份、氮化锆10份、聚乳酸纤维8份、碳化铍7份、硼镁石4份。一种多孔碳化钛陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取粘土、碳化钛、气凝胶膨胀珍珠岩、氮化锆、碳化铍和硼镁石，混合均匀后加入球磨机球磨11h，然后过100目筛得混合粉体；（2）向混合粉体中加入其重量8%的质量分数为55%的乙醇溶液，混合均匀后采用层铺法加入聚乳酸纤维；（3）将步骤（2）所得物放入压制成型设备，在80MPa下压制成型得生坯；（4）将生坯先进行低温真空烧结，低温真空烧结温度为168℃，烧结时间25min；然后进行高温真空烧结，高温烧结温度为1550℃，烧结时间2.5h；烧结后得多孔碳化钛陶瓷材料。实施例5一种多孔碳化钛陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：粘土45份、碳化钛17份、气凝胶膨胀珍珠岩14份、氮化锆11份、聚乳酸纤维9份、碳化铍8份、硼镁石5份。一种多孔碳化钛陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取粘土、碳化钛、气凝胶膨胀珍珠岩、氮化锆、碳化铍和硼镁石，混合均匀后加入球磨机球磨12h，然后过100目筛得混合粉体；（2）向混合粉体中加入其重量10%的质量分数为60%的乙醇溶液，混合均匀后采用层铺法加入聚乳酸纤维；（3）将步骤（2）所得物放入压制成型设备，在85MPa下压制成型得生坯；（4）将生坯先进行低温真空烧结，低温真空烧结温度为170℃，烧结时间20min；然后进行高温真空烧结，高温烧结温度为1600℃，烧结时间2h；烧结后得多孔碳化钛陶瓷材料。对比例1以市售多孔碳化钛陶瓷材料为对比例1。实验例1对实施例1-5和对比例1制备的多孔碳化钛陶瓷材料进行性能测试，结果见表1。表1性能测试结果项目孔隙率（%）抗压强度（MPa）实施例174.36.1实施例274.66.3实施例374.96.7实施例474.56.5实施例574.26.2对比例163.84.8从表1中可以看出本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔碳化钛陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：粘土35‑45份、碳化钛13‑17份、气凝胶膨胀珍珠岩10‑14份、氮化锆7‑11份、聚乳酸纤维5‑9份、碳化铍4‑8份、硼镁石1‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种多孔碳化钛陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：粘土35-45份、碳化钛13-17份、气凝胶膨胀珍珠岩10-14份、氮化锆7-11份、聚乳酸纤维5-9份、碳化铍4-8份、硼镁石1-5份。2.根据权利要求1所述的多孔碳化钛陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：粘土38-42份、碳化钛14-16份、气凝胶膨胀珍珠岩11-13份、氮化锆8-10份、聚乳酸纤维6-8份、碳化铍5-7份、硼镁石2-4份。3.根据权利要求1所述的多孔碳化钛陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：粘土40份、碳化钛15份、气凝胶膨胀珍珠岩12份、氮化锆9份、聚乳酸纤维7份、碳化铍6份、硼镁石3份。4.一种如权利要求1-3任一所述的多孔碳化钛陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份称取粘土、碳化钛、气凝胶膨胀珍珠岩、氮化锆、碳化铍和硼镁石，混合均匀后加入球磨机进行球...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国平，吕琳，陈文，
申请(专利权)人：莱芜职业技术学院，
类型：发明
国别省市：山东,37