一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，包括从上至下的支撑层、过渡层及过滤层，所述过渡层为支撑层及过滤层的中间层，所述支撑层、过渡层及过滤层均由若干陶瓷支撑结构及若干过滤结构构成，所述陶瓷支撑结构外围附有若干第一毛刺，所述过滤结构外围附有若干第二毛刺，所述过滤结构及其第二毛刺围绕于陶瓷支撑结构及其第一毛刺周围，且从支撑层、过渡层到过滤层呈由稀疏到紧密的趋势；过滤结构为Al

【技术实现步骤摘要】
一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构
本技术属于多孔结构陶瓷超滤膜领域，具体涉及一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构。
技术介绍
陶瓷超滤膜是一种利用微孔结构对污染物进行分离的多孔陶瓷材料，由于其优异的力学性能已经广泛应用于环保器械领域。冷冻铸造技术可以通过升华溶剂得到多孔结构坯体，利用放热反应进行烧结可以有效降低陶瓷材料的烧结温度。现有陶瓷超滤膜的成型工艺复杂且陶瓷烧结温度高，导致生产成本一直居高不下，另一方面通过现在制备方法制备的陶瓷超滤膜有闭孔孔隙存在，过滤效果不好，且产品强度低，影响了其在过滤领域的应用。
技术实现思路
本技术的目的是解决上述问题，提供一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，解决了现有陶瓷超滤膜有闭孔孔隙存在，过滤效果不好，且产品强度低、成本高等问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，包括从上至下的支撑层、过渡层及过滤层，所述过渡层为支撑层及过滤层的中间层，所述支撑层、过渡层及过滤层均由若干陶瓷支撑结构及若干过滤结构构成，所述陶瓷支撑结构外围附有若干第一毛刺，所述过滤结构外围附有若干第二毛刺，所述过滤结构及其第二毛刺围绕于陶瓷支撑结构及其第一毛刺周围，且从支撑层、过渡层到过滤层呈由稀疏到紧密的趋势。进一步的，所述过滤结构为Al2O3、TiO2、Fe2O3中的一种或多种物质构成的多孔过滤结构。进一步的，所述陶瓷超滤膜结构的孔结构呈梯度变化。进一步的，所述陶瓷超滤膜结构的孔径为100nm左右，孔隙率为55％～70％，抗压强度为31～42MPa。上述多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，其制备方法包括以下步骤：S1：依次向球磨罐内加入0.1～100μm的钛粉(质量分数为1％～10％)、50～1000nm的铁粉(质量分数为1％～10％)、10nm～500μm的氧化铝粉(质量分数为1％～10％)、明胶(质量分数为0％～5％)、分散剂(质量分数为0％～5％)、去离子水、氧化锆球；氧化锆球和料体的体积比为2：1，料体中包含水；S2：放入烘箱内放置1～24小时，温度控制在30～100℃，并球磨24～72小时；S3：坯体的成型：将制备好的陶瓷料浆倒入事先准备好的模具中，并将其放入冻干机内，冻干12～72小时，冻干机的温度控制在-10℃～-60℃；S4：烧结工艺：将冻干的坯体放入坩埚内，采用粒度为10nm～2000nm的氧化铝粉末进行包覆；S5：将坩埚放入马弗炉内，在500～900℃的温度中恒温烧结1～24小时。优选的，所述S3中所用的模具为金属模具和聚四氟乙烯模具；所述S4中包覆所用的氧化铝粉末粒度为30nm～500nm。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术梯度多孔结构陶瓷超滤膜一步成型，其过滤层孔径主要集中于50nm左右，且孔结构呈梯度变化，产品强度高，过滤效果好，工艺流程简单，极大节约了成本，解决了现有技术中多孔陶瓷材料一般为闭孔、瓷烧结温度太高、制备工艺复杂，成本消耗大的问题，在环保器械领域有广泛的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术陶瓷超滤膜结构的整体结构示意图；图2为本技术过滤结构的结构示意图；图中：1-支撑层，2-过渡层，3-过滤层，4-陶瓷支撑结构，5-过滤结构，6-第一毛刺，7-第二毛刺。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本技术作进一步说明，但所举实施例只作为对本技术的说明，不作为对本技术的限定。如图1-2所示的一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，包括从上至下的支撑层1、过渡层2及过滤层3，所述过渡层2为支撑层1及过滤层3的中间层，所述支撑层1、过渡层2及过滤层3均由若干陶瓷支撑结构4及若干过滤结构5构成，所述陶瓷支撑结构4外围附有若干第一毛刺6，所述过滤结构5外围附有若干第二毛刺7，所述过滤结构5及其第二毛刺7围绕于陶瓷支撑结构4及其第一毛刺6周围，且从支撑层1、过渡层2到过滤层3呈由稀疏到紧密的趋势。进一步的，所述过滤结构5为Al2O3、TiO2、Fe2O3中的一种或多种物质构成的多孔过滤结构。进一步的，所述陶瓷超滤膜结构的孔结构呈梯度变化。进一步的，所述陶瓷超滤膜结构的孔径为100nm左右，孔隙率为55％～70％，抗压强度为31～42MPa。上述多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，其制备方法包括以下步骤：S1：依次向球磨罐内加入0.1～100μm的钛粉(质量分数为1％～10％)、50～1000nm的铁粉(质量分数为1％～10％)、10nm～500μm的氧化铝粉(质量分数为1％～10％)、明胶(质量分数为0％～5％)、分散剂(质量分数为0％～5％)、去离子水、氧化锆球；氧化锆球和料体的体积比为2：1，料体中包含水；S2：放入烘箱内放置1～24小时，温度控制在30～100℃，并球磨24～72小时；S3：坯体的成型：将制备好的陶瓷料浆倒入事先准备好的模具中，并将其放入冻干机内，冻干12～72小时，冻干机的温度控制在-10℃～-60℃；S4：烧结工艺：将冻干的坯体放入坩埚内，采用粒度为10nm～2000nm的氧化铝粉末进行包覆；S5：将坩埚放入马弗炉内，在500～900℃的温度中恒温烧结1～24小时。优选的，所述S3中所用的模具为金属模具和聚四氟乙烯模具；所述S4中包覆所用的氧化铝粉末粒度为30nm～500nm。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术梯度多孔结构陶瓷超滤膜一步成型，其过滤层孔径主要集中于50nm左右，且孔结构呈梯度变化，产品强度高，过滤效果好，工艺流程简单，极大节约了成本，解决了现有技术中多孔陶瓷材料一般为闭孔、瓷烧结温度太高、制备工艺复杂，成本消耗大的问题，在环保器械领域有广泛的应用前景。本技术主要保护对象为多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构结构，不保护制备方法，其他未做详细描述的内容均为现有技术。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，其特征在于，包括从上至下的支撑层(1)、过渡层(2)及过滤层(3)，所述过渡层(2)为支撑层(1)及过滤层(3)的中间层，所述支撑层(1)、过渡层(2)及过滤层(3)均由若干陶瓷支撑结构(4)及若干过滤结构(5)构成，所述陶瓷支撑结构(4)外围附有若干第一毛刺(6)，所述过滤结构(5)外围附有若干第二毛刺(7)，所述过滤结构(5)及其第二毛刺(7)围绕于陶瓷支撑结构(4)及其第一毛刺(6)周围，且从支撑层(1)、过渡层(2)到过滤层(3)呈由稀疏到紧密的趋势。/n

【技术特征摘要】
1.一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，其特征在于，包括从上至下的支撑层(1)、过渡层(2)及过滤层(3)，所述过渡层(2)为支撑层(1)及过滤层(3)的中间层，所述支撑层(1)、过渡层(2)及过滤层(3)均由若干陶瓷支撑结构(4)及若干过滤结构(5)构成，所述陶瓷支撑结构(4)外围附有若干第一毛刺(6)，所述过滤结构(5)外围附有若干第二毛刺(7)，所述过滤结构(5)及其第二毛刺(7)围绕于陶瓷支撑结构(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周睿，王毅国，
申请(专利权)人：陕西国睿材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61