CN101805175A - 一种钇铝石榴石多孔陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于多孔陶瓷材料技术领域，涉及一种钇铝石榴石多孔陶瓷及其制备工艺，按原料重量百分比为：钇铝石榴石50-90％，发泡剂5-25％，烧结助剂5-25％。利用钇铝石榴石作为主要原料，添加少量辅助剂(发泡剂和烧结助剂)，经过成型、干燥和烧结工艺，具有烧成温度低、耗能少、生产成本低、性能高、操作简单的优点，具有广阔的应用前景，可以广泛的应用于环保、节能、化工、石油、冶炼、食品、制药、生物医学等多个科学领域。

Description

一种钇铝石榴石多孔陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于多孔陶瓷材料技术领域，涉及一种钇铝石榴石多孔陶瓷及其制备工艺。
背景技术
多孔陶瓷材料是指经高温烧制而成的，体内具有相通或闭合气孔并以气相为主相的一类陶瓷材料。因其具有优良的化学稳定性、均匀透过性、较低的热传导性、抗高温氧化、耐热冲击、抗腐蚀等方面具有优异的性能，被广泛的应用于环保、节能、化工、石油、冶炼、食品、制药、生物医学等多个科学领域，引起全球材料界的高度关注，并取得了较大进展。
由于目前制备高温陶瓷材料采用的工艺相当苛刻，必须采用大型烧结设备，使其制备产品极为不便，制造成本相当昂贵，再加上目前高温环境下使用的多孔陶瓷材料种类少，性能低。
发明内容：
本发明其目的就在于克服以上缺陷而提供一种钇铝石榴石多孔陶瓷及其制备工艺，利用钇铝石榴石作为主要原料，添加少量辅助剂(发泡剂和烧结助剂)，经过成型、干燥和烧结工艺，具有烧成温度低、耗能少、生产成本低、性能高、操作简单的优点。
本发明为实现上述目的而提供的技术方案如下，
一种钇铝石榴石多孔陶瓷材料，按原料重量百分比为：
钇铝石榴石50-90％，发泡剂5-25％，烧结助剂5-25％。
其制备工艺具体步骤如下：
(1)将所述重量百分比的钇铝石榴石放入球磨罐球磨；
(2)在(1)步所得料中加入所述重量百分比的发泡剂和烧结助剂，装入球磨罐中，按粉料总重量的30～80％加入无水乙醇进行混料，得到料浆；
(3)将(2)步所得的料浆干燥得到复合原料，采用干压成型或球磨混料后得到的料浆直接用聚氨酯海绵为骨架进行浸渍成型，在30～100℃干燥坯体，制得钇铝石榴石多孔陶瓷材料坯体；
(4)将(3)步所得坯体在常压和常环境条件下用1200～1800℃烧结1～5小时，制成产品。
钇铝石榴石简称YAG，分子式为Y3Al5O12，是由氧化钇和氧化铝高温下反应生成的一种具有石榴石结构的化合物。属氧化物族，立方晶系。钇铝石榴石熔点为1970℃，钇铝石榴石晶粒之间没有形变，因此表现出了很好的高温蠕变特性，是目前所知抗蠕变性能最好的氧化物材料。其强度和韧性可以保持在其熔点附近而不降低。钇铝石榴石直到1600℃时断裂应力变化都不大。钇铝石榴石还具有很好的化学稳定性，几乎不被酸碱腐蚀。钇铝石榴石在高温氧化气氛中也十分稳定，保持100小时重量没有任何变化。因此，钇铝石榴石也被认为是高温结构用材料的候选材料之一，它无论是作为基体或是增强材料都应用广泛。
本发明与现有技术相比，其优点在于，可制备高温或超高温多孔陶瓷材料，所制得的产品具有烧成温度低、耗能少、生产成本低、性能高、操作简单等特点，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面用实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例一：
一种钇铝石榴石多孔陶瓷，按原料重量百分比为钇铝石榴石75％，发泡剂(CaCO3)15％，烧结助剂(MgO)10％。
其制备工艺步骤如下：
(1)将所述重量百分比的钇铝石榴石放入球磨罐球磨3小时，取出得到粉体原料。
(2)将(1)步所得料中加入15％的发泡剂(CaCO3)和10％的烧结助剂(MgO)进行配料，装入球磨罐中，按粉料总重量的50％加入无水乙醇进行混料1小时，得到料浆。
(3)将(2)步所得料浆50℃干燥得到复合原料，采用30MPa干压成型，在80℃干燥坯体，制得钇铝石榴石多孔陶瓷材料坯体。
(4)将坯体放入箱式电炉中，在1400℃进行烧结1小时制得多孔陶瓷材料。所制得产品的气孔率为38％。
实施例二：
一种钇铝石榴石多孔陶瓷，按原料重量百分比为钇铝石榴石80％，发泡剂(CaCO3)10％，烧结助剂(MgO)10％。
其制备工艺步骤如下：
(1)将所述重量的钇铝石榴石放入球磨罐球磨3小时，取出得到粉体原料。
(2)将(1)步所得料中加入10％的发泡剂(CaCO3)和10％的烧结助剂(MgO)进行配料，装入球磨罐中，按粉料总重量的70％加入无水乙醇进行混料1小时，得到料浆。
(3)将(2)步所得料浆采用聚氨酯海绵为骨架进行浸渍成型和80℃干燥，制得钇铝石榴石多孔陶瓷材料坯体。
(4)将坯体放入箱式电炉中，在1400℃进行烧结1小时制得多孔陶瓷材料。所制得产品的气孔率为59％。

Claims (2)

1.一种钇铝石榴石多孔陶瓷，其特征在于，按原料重量百分比为：钇铝石榴石50-90％，发泡剂5-25％，烧结助剂5-25％。
2.根据权利要求1所述的一种钇铝石榴石多孔陶瓷的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述重量百分比的钇铝石榴石放入球磨罐球磨；
(2)在(1)步所得料中加入所述重量百分比的发泡剂和烧结助剂，装入球磨罐中，按粉料总重量的30～80％加入无水乙醇进行混料，得到料浆；
(3)将(2)步所得的料浆干燥得到复合原料，采用干压成型或球磨混料后得到的料浆直接用聚氨酯海绵为骨架进行浸渍成型，在30～100℃干燥坯体，制得钇铝石榴石多孔陶瓷材料坯体；
(4)将(3)步所得坯体在常压和常环境条件下用1200～1800℃烧结1～5小时，制成产品。
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PB01 Publication
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