CN103833400B - 一种自增强莫来石多孔陶瓷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自增强莫来石多孔陶瓷的制备方法。所采取的技术步骤为：将质量百分比为30~50%的含Al2O3和SiO2矿物或固体废弃物，25~55%的工业氧化铝粉，0.5~30%的淀粉进行配料，再外加上述混合料总质量的1~30%的铵盐类添加剂，并调整原料中Al2O3与SiO2摩尔比为3:2，混合、球磨、成型。再将成型后的素坯于1400~1600℃下烧结1~6小时，获得自增强的莫来石多孔陶瓷。本发明方法制备的产品是一种以莫来石为主晶相，强度高(40~80MPa)，气孔率高(30~60%)，孔径小的自生纤维增强的莫来石质多孔陶瓷。
Description
技术领域
本发明属于多孔陶瓷材料领域。尤其涉及一种自增强的莫来石质多孔陶瓷的制备方法。
背景技术
莫来石质多孔陶瓷因其成本较低廉，具有良好的热稳定性能、低的热膨胀率和热导率、较高的机械性能及优良的化学稳定性，而被广泛地应用于窑炉轻质保温耐火材料、蓄热换热器、金属过滤器及化学催化载体等领域。然而目前使用的莫来石质多孔陶瓷多存在孔结构不合理、玻璃相较多及抗折强度相对较低等缺点，尤其是对于高气孔率的莫来石质多孔陶瓷，其较低的强度成为制约其发展的主要瓶颈之一。因此，近年来，有文献和专利报导了凝胶注模成型、原位合成针状结构莫来石自增强莫来石质多孔陶瓷等工艺。前者由于其较高的生产成本和复杂的生产工艺而较少应用于实际生产中，后者因利用其自身原位生成的针状结构莫来石互相编织形成网状结构，孔结构合理，孔径较小，且针状结构增强的莫来石多孔陶瓷具有较高的强度，而被认为具有广阔的应用前景和现实意义。
目前，文献报导的制备针状结构莫来石多孔陶瓷的方法主要为在原料中添加AlF3添加剂，高温烧成原位合成针状莫来石增强的莫来石多孔陶瓷。这种方法工艺简单，成本低廉，但其陶瓷基体中具有针状结构莫来石的含量较低，不能生成大量的针状莫来石纤维，且需使用成本较高的Al(OH)3为原料。美国DOW公司通过将含莫来石前驱体的陶瓷素坯置于SiF4气体中，通过气固反应形成针状结构的莫来石质多孔陶瓷，该种方法制备的针状莫来石多孔陶瓷具有优良的使用性能，并成功应用于柴油机颗粒过滤器中，但该方法对原料要求较高，制备工艺复杂，因此很难在低附加值的多孔莫来石陶瓷产品中推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料成本低廉、生产工艺简单、多孔陶瓷中含有大量针状结构莫来石、高强度的纤维自增强莫来石多孔陶瓷的制备方法，克服了目前原位合成多孔莫来石基体中针状结构莫来石含量较少，强度较低的缺点。
为达到上述目的，本发明通过在含氧化铝和氧化硅的原料中添加一定量的造孔剂和添加剂，制成纤维自增强的莫来石质多孔陶瓷，具体技术步骤如下。
以质量百分比为30~50%的含Al2O3和SiO2矿物或固体废弃物，25~55%的氧化铝为原料，并调整原料中Al2O3与SiO2摩尔比为3:2进行配料，以0.5~30%的淀粉为造孔剂，外加上述混合料质量的1~30%的铵盐类添加剂，通过混合、球磨、成型，再将成型后的坯体于1400~1600℃下烧结1~6小时。
其中，含Al2O3和SiO2矿物或固体废弃物为高岭土、广西白泥或粉煤灰中的一种或多种混合物，铵盐类添加剂为氟化铵、氟化氢铵或硫酸铝铵中的一种或多种混合物。
本发明通过在含Al2O3和SiO2原料中添加一种或多种铵盐类添加剂，实现制备大量针状纤维莫来石自增强的高强度莫来石多孔陶瓷的目的。本发明制备的莫来石多孔陶瓷具有针状莫来石纤维含量高、强度高、孔径结构合理、莫来石晶相高等特点。通过本发明，可有效利用成本低廉的含Al2O3和SiO2矿物或固体废弃物，提高莫来石多孔陶瓷的使用性能，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的莫来石多孔陶瓷的X射线衍射图
图2为本发明的莫来石多孔陶瓷的扫描电镜照片
具体实施方式
实施例1
以质量百分比为38.4%的高岭土、31.6%的工业氧化铝粉、30%的淀粉为原料进行配料，外加15%的氟化铵为添加剂，混合、球磨24小时，于30MPa的压力下成型。将成型后的素坯置于1500℃的温度下保温2小时，得到纤维自增强莫来石多孔陶瓷。
用本实施例方法制备的产品，其显气孔率为51%，体积密度为1.53 g/cm3，三点抗折强度为48.6MPa。图1和图2来自本实施例，图1说明制备的多孔陶瓷晶相为莫来石相，图2说明多孔陶瓷中存在大量的针状结构的莫来石纤维。
实施例2
以质量百分比为39.6%的广西白泥、40.4%的工业氧化铝粉、20%的淀粉为原料进行配料，再外加15%的氟化铵为添加剂，混合、球磨24小时，于30MPa的压力下成型。将成型后的素坯置于1600℃的温度下保温2小时，得到纤维自增强莫来石多孔陶瓷。
采用本实施例方法制备的产品，其显气孔率为36%，体积密度为1.85g/cm3，三点抗折强度为85.4MPa，陶瓷基体中存在大量的棒状结构莫来石纤维。
实施例3
以质量百分比为36.9%的广西白泥、33.1%的工业氧化铝粉、30%的淀粉为原料进行配料，再外加20%的氟化氢铵为添加剂，混合、球磨24小时，于30MPa的压力下成型。将成型后的素坯置于1400℃的温度下保温2小时，得到纤维自增强莫来石多孔陶瓷。
采用本实施例方法制备的产品，其显气孔率为60%，体积密度为1.44g/cm3，三点抗折强度为30.1MPa，陶瓷基体中存在大量的针状结构莫来石纤维。
Claims (2)
1.一种纤维自增强莫来石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于将质量百分比为30~50%的含Al2O3和SiO2矿物或固体废弃物，25~55%的工业氧化铝粉，0.5~30%的淀粉进行配料，再外加上述混合料质量的1~30%的铵盐类添加剂，所述的铵盐类添加剂为氟化铵、氟化氢铵或硫酸铝铵中的一种或多种混合物，并调整原料中Al2O3与SiO2摩尔比为3:2，通过混合、球磨、成型，再将成型后的坯体于1400~1600℃下烧结1~6小时。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的含Al2O3和SiO2矿物或固体废弃物为高岭土、广西白泥或粉煤灰一种或多种混合物。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101122049A (zh) * | 2007-07-25 | 2008-02-13 | 濮阳濮耐高温材料（集团）股份有限公司 | 一种由煤矸石和氧化铝制备莫来石晶须的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101759430A (zh) * | 2010-01-19 | 2010-06-30 | 天津大学 | 一种制备多孔莫来石的方法 |
| CN102173856A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-09-07 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 铸造用莫来石泡沫陶瓷过滤器及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
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| 粉煤灰制多孔莫来石陶瓷的结构与性能;杨铎等;《稀有金属材料与工程》;20110630;第40卷;第25-28页 * |
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