一种定向多孔氮化铝陶瓷及其快速制备方法技术

本发明专利技术公开了一种定向多孔氮化铝陶瓷及其快速制备方法，采用叔丁醇为溶剂，柠檬酸为分散剂对氮化铝粉和烧结助剂进行冷冻干燥，并将干燥后的生坯放入放电等离子烧结炉中进行无压快速烧结后，可以得到气孔率和抗压强度较高的定向多孔氮化铝陶瓷。本发明专利技术制备定向多孔氮化铝陶瓷的方法具有工艺简单、周期短、重复性好、成本低等特点。制备出的定向多孔氮化铝陶瓷在金属过滤、催化剂载体、聚合物增强相、汽车工业、太阳能发电等领域具有广泛的应用前景。

A kind of oriented porous aluminum nitride ceramics and its rapid preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种定向多孔氮化铝陶瓷及其快速制备方法
本专利技术属于无机非金属材料制备的
，涉及一种定向多孔氮化铝陶瓷及其快速制备方法。
技术介绍
多孔AlN陶瓷具有高热导率、低热膨胀系数、力学性能优良和化学稳定高等一系列优异特性，因此广泛应用于熔融金属过滤、催化剂载体、聚合物增强相和热交换部件等领域。提高多孔AlN陶瓷的热物理性能和力学性能的关键在于调控其气孔率、孔形貌和孔结构之间的关系。目前，制备多孔陶瓷的方法主要为：有机泡沫浸渍法、发泡法、溶胶凝胶法、挤压成型法等。然而，这些方法存在着能耗高、制备周期长、强度低、孔结构不可控等问题。如公开号为CN105503236B的专利公开的多孔氮化铝陶瓷材料的制备方法，制备过程中不仅需要很多高温烧结工艺，而且需要经过复杂的制备过程，能耗高、制备周期长。公开号为CN105489714B的专利技术专利“一种多孔AlN复合衬底及其在外延生长高质量氮化镓薄膜中的应用”，通过MOCVD系统在衬底上生长多孔AlN层，存在着制备工艺繁琐，多孔AlN陶瓷产量低，孔结构难以控制等缺点。>
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种定向多孔氮化铝陶瓷及其快速制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)以氮化铝粉、氧化钇粉、氟化钙粉和柠檬酸为原料，以叔丁醇为溶剂，充分混匀，制得浆料；/n2)将浆料冷冻后进行真空冷冻干燥，得到生坯；/n3)将生坯置于放电等离子无压快速烧结炉中，抽真空至气压小于10Pa后，以100～300℃/min的升温速率从室温加热至1100～1400℃，保温3-7min后停止加热，使炉内温度自然冷却至100℃以下，炉内取出的白色块体即为定向多孔氮化铝陶瓷。/n

【技术特征摘要】
1.一种定向多孔氮化铝陶瓷及其快速制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以氮化铝粉、氧化钇粉、氟化钙粉和柠檬酸为原料，以叔丁醇为溶剂，充分混匀，制得浆料；
2)将浆料冷冻后进行真空冷冻干燥，得到生坯；
3)将生坯置于放电等离子无压快速烧结炉中，抽真空至气压小于10Pa后，以100～300℃/min的升温速率从室温加热至1100～1400℃，保温3-7min后停止加热，使炉内温度自然冷却至100℃以下，炉内取出的白色块体即为定向多孔氮化铝陶瓷。


2.根据权利要求1所述的定向多孔氮化铝陶瓷的快速制备方法，其特征在于，步骤1)中，氮化铝粉和叔丁醇按以下体积百分比混合：10％～35％：65％～90％，氧化钇粉的添加量为氮化铝粉质量的1％～3％，氟化钙粉的添加量为氮化铝粉质量的3％～5％，柠檬酸的添加量为氮化铝粉质量的1％～5％。


3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：史忠旗，魏智磊，袁媛，谢文琦，张哲健，夏鸿雁，王波，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61