CN102060563A - 一种具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料及其制备工艺，按原料的重量百分比为：石英砂50-95％，增塑剂3-20％，烧结助剂1-20％，发泡剂1-10％。本发明中石英砂是利用低品位石英砂(如：河沙、沙漠沙等)。本发明可应用在砖厂现有的生产中，所制得的产品具有烧成温度低、耗能少、资源消耗少、生产成本低、性能高、操作简单、产品实用性强等特点，具有广阔的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及多孔陶瓷材料领域的制造技术，特别是利用石英砂为主要原料采用一定的工艺制造新型一种具有孔梯度结构的石英质陶瓷及其制备工艺。
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的陶瓷材料。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。
孔梯度是指在厚度方向孔径连续、气孔率非阶梯状变化，因而是一种压力损失最低、实用性更强的多孔陶瓷。
建筑材料具有高强、耐候、防火、隔热、保温等性能，是建设房屋、桥梁、厂矿等设施的必需品，在每年我国大约消耗15亿吨建筑材料，因此需要大量生产此类建筑材料。在生产建筑材料时耗费大量的土地资源，特别是人类赖以生存的粘土资源。
发明内容
本发明其目的就在于克服以上缺陷而提供一种具有孔梯度结构的石英质陶瓷及其制备工艺，不仅能节约现有的资源，所以利用石英砂作为主要原料，且具有烧成温度低、耗能少、资源消耗少、生产成本低、性能高、操作简单、产品实用性强等特点。
本发明为了实现上述目的而采取的技术方案包括，石英多孔陶瓷材料的原料重量百分比为石英砂50-95％，增塑剂3-20％，烧结助剂1-20％，发泡剂1-10％。其工艺具体步骤如下：
1、将石英砂放入球磨罐球磨0.5～10小时；
2、在(1)步所得原料中加入所述比例的增塑剂、发泡剂及烧结助剂，装入球磨罐中，再加入水一起球磨混料0.5～3小时，得到具有气泡的料浆；
3、将(2)步所得料浆倒入模具中自然沉积静置成形和30～100℃干燥，制得具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料坯体；
4、将(3)步所得坯体在900～1300℃烧结0.5～5小时，制成具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料产品。
本发明与现有技术相比，其优点在于，发明中石英砂是利用低品位石英砂(如：河沙、沙漠沙等)。本发明可应用在砖厂现有的生产中，所制得的产品具有烧成温度低、耗能少、资源消耗少、生产成本低、性能高、操作简单、产品实用性强等特点，具有广阔的应用范围。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例一：
如图1所示，包括原料重量百分比为石英砂70％，增塑剂(高岭土)20％，烧结助剂(MgO)9％，发泡剂(十二烷基钠)1％，其工艺步骤如下：
1、将石英砂放入球磨罐球磨3小时，取出得到粉体原料；
2、将(1)步所得原料中加入增塑剂(高岭土)，发泡剂和烧结助剂进行配料，装入球磨罐中，再加入水(料与水的质量比为1∶1.2)一起球磨混料1小时，得到具有气泡的料浆；
3、将(2)步所得料浆料浆倒入模具中自然沉积静置成形和80℃干燥，制得具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料坯体；
4、将坯体放入箱式电炉中，在1150℃进行烧结1小时制得具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料；所制得产品的气孔率为57％，体积密度为1.22g/cm3；
实施例二：
如图1所示，包括原料重量百分比为石英砂85％，增塑剂(高岭土)9％，烧结助剂(MgO)5％，发泡剂(十二烷基钠)1％，其工艺步骤如下：
1、将石英砂放入球磨罐球磨3小时，取出得到粉体原料；
2、将(1)步所得原料中加入增塑剂(高岭土)，发泡剂和烧结助剂进行配料，装入球磨罐中，再加入水(料与水的质量比为1∶1.2)一起球磨混料1小时， 得到具有气泡的料浆；
3、将(2)步所得料浆料浆倒入模具中自然沉积静置成形和80℃干燥，制得具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料坯体；
4、将坯体放入箱式电炉中，在1100℃进行烧结1小时制得具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料；所制得产品的气孔率为52％，体积密度为1.38g/cm3。
Claims (2)
1.一种具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料，其特征在于，按原料的重量百分比为：石英砂50-95％，增塑剂3-20％，烧结助剂1-20％，发泡剂1-10％。
2.一种具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料的制备工艺，其特征在于，其工艺步骤如下：
(1)将石英砂放入球磨罐球磨0.5～10小时；
(2)在(1)步所得原料中加入所述比例的增塑剂、发泡剂及烧结助剂，装入球磨罐中，再加入水一起球磨混料0.5～3小时，得到具有气泡的料浆；
(3)将(2)步所得料浆倒入模具中自然沉积静置成形和30～100℃干燥，制得具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料坯体；
(4)将(3)步所得坯体在900～1300℃烧结0.5～5小时，制成具有孔梯度结构的石英质陶瓷材料产品。
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