氧化铝泡沫陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化铝泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：以重量份计，将60份～75份α

【技术实现步骤摘要】
氧化铝泡沫陶瓷及其制备方法


[0001]本专利技术涉及发泡陶瓷
，尤其涉及一种氧化铝泡沫陶瓷及其制备方法。

技术介绍

[0002]在铸造生产过程中，泡沫陶瓷可有效地减少或消除液态金属中的夹杂物，显著改善铸件品质和成品率，提高铸造产品的经济效益。其中，氧化铝泡沫陶瓷具有低密度、高强度、高温稳定性及耐腐蚀的特性，被广泛应用于铝及铝合金熔体的过滤，其使用温度约为700～800℃，备受铸造行业的青睐。
[0003]泡沫陶瓷的制备方法有造孔法、发泡法、有机前驱体浸渍法等，目前多采用有机前驱体浸渍法，即利用有机泡沫作为前驱体模板，通过浸渍、辊压使陶瓷浆料附着于海绵体上，经过干燥、高温烧结而形成具有高通孔率的泡沫陶瓷。由于磷酸二氢铝制备简单、成本低廉，可在相对低的烧成温度(1400℃)获得满足铸造的工况要求、具有良好力学性能的氧化铝泡沫陶瓷，因此常引入磷酸二氢铝作为氧化铝泡沫陶瓷添加剂。然而，磷酸二氢铝导致氧化铝陶瓷浆料的pH值低于5，酸性条件可对生产设备与场地造成明显的腐蚀作用，伴随产生的废水废气会影响周围环境，并且适用于酸性条件下的添加剂种类相对较少，较难通过添加剂调节氧化铝陶瓷浆料的性能，容易造成浆料涂覆不均匀、堵孔等缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种氧化铝泡沫陶瓷的制备方法，其能够实现在低温条件下烧结得到高通孔率及高力学性能的氧化铝泡沫陶瓷，且工艺简单、节能降耗、环境友好。
[0005]本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种氧化铝泡沫陶瓷，其具有较高通孔率及较高的力学性能。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种氧化铝泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0007]以重量份计，将60份～75份α
‑
Al2O3粉、10份～12份高岭土粉，5份～8份堇青石粉，1份～6份硅微粉，3份～4份水玻璃，6份～10份PVA溶液混合并研磨，得到陶瓷浆料；
[0008]对聚氨酯海绵体进行预处理，然后对所述聚氨酯海绵体进行挂浆处理，以使所述陶瓷浆料覆盖在所述聚氨酯海绵体上并得到氧化铝泡沫陶瓷坯体；
[0009]所述氧化铝泡沫陶瓷坯体经干燥处理后进行烧结，得到成品。
[0010]在一种实施方式中，所述α
‑
Al2O3粉的粒径≤2μm；
[0011]所述高岭土粉的粒径≤65μm；
[0012]所述堇青石粉的粒径≤1.5μm；
[0013]所述硅微粉的粒径≤0.5μm；
[0014]所述水玻璃的模数为2～3；
[0015]所述PVA溶液的聚合度为5000～7000；所述PVA溶液的浓度为10％～15％。
[0016]优选地，所述α
‑
Al2O3粉的粒径为0.4μm～0.6μm；
[0017]所述高岭土粉的粒径58μm～62μm；
[0018]所述堇青石粉的粒径0.4μm～0.6μm；
[0019]所述硅微粉的粒径0.1μm～0.3μm。
[0020]在一种实施方式中，所述研磨包括：采用球磨方式研磨，球磨的球料比为5:1～10:1，混料时间为5h～10h；
[0021]所述陶瓷浆料的粘度为4200mPa
·
s～4800mPa
·
s。
[0022]在一种实施方式中，所述对聚氨酯海绵体进行预处理包括以下步骤：
[0023]采用浓度为0.5％～1％的NaOH溶液浸泡所述聚氨酯海绵体，浸泡时间为8h～10h。
[0024]在一种实施方式中，所述挂浆处理包括以下步骤：
[0025]将预处理后的所述聚氨酯海绵体浸渍在所述陶瓷浆料中，辊压后形成第一坯体；
[0026]将所述第一坯体再次浸渍在所述陶瓷浆料中，辊压后形成第二坯体；
[0027]所述第二坯体干燥后，在所述第二坯体表面喷涂所述陶瓷浆料，得到所述氧化铝泡沫陶瓷坯体。
[0028]在一种实施方式中，所述干燥处理的工艺参数为：干燥温度为40℃～45℃，干燥时间为10h～12h。
[0029]在一种实施方式中，所述烧结条件为：
[0030]先以0.3℃/min～0.5℃/min的升温速率升至530℃～570℃并保温1h～2h；
[0031]再以0.5℃/min～1.5℃/min的升温速率升至1250℃～1350℃并保温4h～6h；
[0032]烧结气氛为空气。
[0033]在一种实施方式中，所述氧化铝泡沫陶瓷的通孔率＞85％，常温抗压强度＞3.5MPa，800℃一次空气热震后残余强度＞3MPa。
[0034]为解决上述问题，本专利技术提供了一种氧化铝泡沫陶瓷，所述氧化铝泡沫陶瓷由上述的氧化铝泡沫陶瓷的制备方法制得。
[0035]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0036]本专利技术选用特定比例的α
‑
Al2O3粉、高岭土粉、堇青石粉和硅微粉，四者协同作用下可显著降低氧化铝泡沫陶瓷的烧结温度、增强力学强度和抗热震性能。并采用PVA溶液作为粘结剂，可有效地使陶瓷浆料附着在聚氨酯海绵体上，提高上浆量与挂浆均匀度。同时采用水玻璃作为高温固化剂，可有效使氧化铝泡沫陶瓷在1250～1350℃烧成后具有较高的强度，实现了节能降耗与性能优异的统一，同时水玻璃在陶瓷浆料中形成弱碱性环境，能够有效降低浆料对设备的腐蚀，生产过程中产生的废气废水更易于处理。
[0037]本专利技术在低温烧结条件下得到高通孔率、高力学强度的氧化铝泡沫陶瓷，具有良好的室温强度及热震残余强度，即通孔率＞85％，常温抗压强度＞3.5MPa，800℃一次空气热震后残余强度＞3MPa，满足浇注要求。
附图说明
[0038]图1为本专利技术实施例1中预处理后的聚氨酯海绵体的扫描电镜图片；
[0039]图2为本专利技术实施例1中得到的氧化铝泡沫陶瓷的扫描电镜图。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术作进一步地详细描述。
[0041]术语
[0042]除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：
[0043]本专利技术中，所使用的“其组合”、“其任意组合”、“其任意组合方式”等中包括所列项目中任两个或任两个以上项目的所有合适的组合方式。
[0044]本专利技术中，“优选”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本专利技术保护范围的限制。
[0045]本专利技术中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0046]本专利技术中，涉及到数值区间，如无特别说明，则包括数值区间的两个端点。
[0047]本专利技术提供了一种氧化铝泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0048]S1、以重量份计，将60份～75份α
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Al2O3粉、10份～12份高岭土粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以重量份计，将60份～75份α
‑
Al2O3粉、10份～12份高岭土粉，5份～8份堇青石粉，1份～6份硅微粉，3份～4份水玻璃，6份～10份PVA溶液混合并研磨，得到陶瓷浆料；对聚氨酯海绵体进行预处理，然后对所述聚氨酯海绵体进行挂浆处理，以使所述陶瓷浆料覆盖在所述聚氨酯海绵体上并得到氧化铝泡沫陶瓷坯体；所述氧化铝泡沫陶瓷坯体经干燥处理后进行烧结，得到成品。2.如权利要求1所述的氧化铝泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述α
‑
Al2O3粉的粒径≤2μm；所述高岭土粉的粒径≤65μm；所述堇青石粉的粒径≤1.5μm；所述硅微粉的粒径≤0.5μm；所述水玻璃的模数为2～3；所述PVA溶液的聚合度为5000～7000；所述PVA溶液的浓度为10％～15％。3.如权利要求2所述的氧化铝泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述α
‑
Al2O3粉的粒径为0.4μm～0.6μm；所述高岭土粉的粒径58μm～62μm；所述堇青石粉的粒径0.4μm～0.6μm；所述硅微粉的粒径0.1μm～0.3μm。4.如权利要求1所述的氧化铝泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述研磨包括：采用球磨方式研磨，球磨的球料比为5:1～10:1，混料时间为5h～10h；所述陶瓷浆料的粘度为4200mPa
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s～48...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱宝付，余晖能，冯斌，范羽宣，王玉梅，谭云，熊学君，
申请(专利权)人：广东佛山市陶瓷研究所控股集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：