CN103204672B - 一种粉煤灰泡沫陶瓷烧结法 - Google Patents
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Abstract
一种粉煤灰泡沫陶瓷烧结法，其特征是将直径小于100μm且小于粉煤灰泡沫陶瓷孔径十分之一的氧化铝粉末加热至600-1500℃进行烧失处理1-2小时；然后将有机泡沫浸渍法制备得到的粉煤灰泡沫陶瓷坯放入石墨坩埚中，用烧失处理过的氧化铝粉末填充并掩埋，放入烧结炉迅速升温至1400-1500℃，保温2-3小时。本发明工艺简单、易于实施，用于填充掩埋粉煤灰泡沫陶瓷坯料的氧化铝粉末可反复使用，烧结得到的粉煤灰泡沫陶瓷富含莫来石相，强度高。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷材料制备方法，特别涉及粉煤灰泡沫陶瓷的制备。
背景技术
陶瓷/铝合金双连续相复合材料结合了陶瓷材料和铝合金材料的优点，具有密度轻、硬度大、强度高、耐磨、导热性好，杨氏模量高等特点，其研发成果在刹车制动，航空航天器材等军民两用领域有着广泛的应用前景。为获得陶瓷/铝合金双连续相复合材料，必须制备出连续相通孔的高强度泡沫陶瓷预置体。相比于其他陶瓷原料，粉煤灰易烧结生成莫来石陶瓷，且成本低廉，对废物利用，改善环境有着特殊的潜在应用价值，引起了国内外科研人员的广泛关注。
有机泡沫浸渍法制备粉煤灰泡沫陶瓷坯料方法简单，孔径可控。但是，传统烧结方法为防止泡沫陶瓷坯体在烧结过程中由于有机泡沫支撑体分解过快而坍塌，升温过程缓慢，往往耗时十几甚至几十小时，费时耗能，且粉煤灰一般含氧化铝相相对偏少，不利于形成更多莫来石相增强泡沫陶瓷体。
发明内容
本发明的目的是提供一种氧化铝粉末填充掩埋法烧结粉煤灰泡沫陶瓷的方法。此方法工艺简单、易于实施，用于填充掩埋粉煤灰泡沫陶瓷坯料的氧化铝粉末可反复使用，烧结得到的粉煤灰泡沫陶瓷富含莫来石相，强度高。
本发明是通过以下技术方案实现的。
将直径小于100μm且小于粉煤灰泡沫陶瓷孔径十分之一的氧化铝粉末加热至600-1500℃进行烧失处理1-2小时；然后将有机泡沫浸渍法制备得到的粉煤灰泡沫陶瓷坯放入石墨坩埚中，用烧失处理过的氧化铝粉末填充并掩埋，放入烧结炉迅速升温至1400-1500℃，保温2-3小时。待炉温自然冷却至合适温度，取出烧结的泡沫陶瓷，用清水和毛刷冲洗掉填充在泡沫陶瓷里的氧化铝粉末。
氧化铝粉末热稳定性极强，可以重复使用，且重复使用的氧化铝粉末无需再进行所述的烧失处理。
本发明由于在烧结升温有机泡沫支撑体分解过程中有填充的氧化铝粉末支撑坯体，因此可实现迅速升温而不致坯料坍塌，省时节能。此外，填充掩埋的氧化铝粉末是粉煤灰烧结生成莫来石相的氧化铝补充源，有利于生成更多莫来石相增大泡沫陶瓷体强度，该方法更适用于陶瓷/铝合金双连续相复合材料的连续相通孔泡沫陶瓷的制备。
本发明的技术效果是。
（1）采用本方法烧结有机泡沫浸渍法得到的粉煤灰泡沫坯体，在有机泡沫分解过程中，由于填充的氧化铝粉末对陶瓷体有支撑作用，可迅速升温，省时节能，避免了传统烧结方法为防止有机泡沫分解过快陶瓷体坍塌，升温缓慢耗能耗时的问题。
（2）粉煤灰一般含氧化铝相偏少，不利于形成莫来石相，少量的填充氧化铝粉末会参与莫来石相的合成，使得烧结的泡沫陶瓷富含莫来石相，强度高。
附图说明
图1为本发明实施例1烧结的粉煤灰泡沫陶瓷。
图2为本发明实施例1粉煤灰泡沫陶瓷的样品的XRD表征。其中，(I)为本实施例的泡沫陶瓷样品RDX，(II)为粉煤灰RDX。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
本实例中使用的粉煤灰泡沫陶瓷坯料是通过机泡沫浸渍法并干燥获得，规格为30PPI，氧化铝粉末直径大小为10μm，经过600-1500℃烧失处理1小时后充分填充并掩埋粉煤灰泡沫陶瓷坯料。
实施例1。
将氧化铝粉末填充掩埋的粉煤灰泡沫陶瓷坯料置于烧结炉升温至1400℃，保温2小时，待炉温自然冷却至200℃，取出烧结的泡沫陶瓷，用清水和毛刷冲洗掉填充在泡沫陶瓷里的氧化铝粉末。如图1所示，获得的粉煤灰泡沫陶瓷无塌陷，通孔率高。如图2所示，获得的粉煤灰泡沫陶瓷预置体富含莫来石相，硬度高，强度大。
实施例2。
将氧化铝粉末填充掩埋的粉煤灰泡沫陶瓷坯料置于烧结炉升温至1450℃，保温2.5小时，待炉温自然冷却至200℃，取出烧结的泡沫陶瓷，用清水和毛刷冲洗掉填充在泡沫陶瓷里的氧化铝粉末。
实施例3。
将氧化铝粉末填充掩埋的粉煤灰泡沫陶瓷坯料置于烧结炉升温至1500℃，保温3小时，待炉温自然冷却至200℃，取出烧结的泡沫陶瓷，用清水和毛刷冲洗掉填充在泡沫陶瓷里的氧化铝粉末。
注，重复使用的氧化铝粉末可不必再进行烧失处理。
Claims (1)
1.一种粉煤灰泡沫陶瓷烧结法，其特征是将直径小于100μm且小于粉煤灰泡沫陶瓷孔径十分之一的氧化铝粉末加热至600-1500℃进行烧失处理1-2小时；然后将有机泡沫浸渍法制备得到的粉煤灰泡沫陶瓷坯放入石墨坩埚中，用烧失处理过的氧化铝粉末填充并掩埋，放入烧结炉迅速升温至1400-1500℃，保温2-3小时。
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