CN104291787B - 一种复合陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了含多种金属氧化物（氧化钛、氧化锆、氧化镁及氧化锌）和高岭土复合陶瓷的制备方法，该制备方法是：钛酸丁酯、硝酸锆、硝酸镁、硝酸锌溶于一定浓度的硝酸，通过水解、聚合反应生成复合前驱体；将高岭土分散于水中，分别加入粘结剂、表面活性剂与分散剂，搅拌得到改性剂溶液；将复合前驱体与改性剂混合，静置反应得到复合胶体溶液；经过滤分离得到固态浆体，经过滤分离、干燥、热处理得到结构有序的复合陶瓷。本发明通过化学法复合了多种金属氧化物，所制得的复合陶瓷具有良好的微观结构及优异的性能，该方法也可应用于其它复合金属氧化物陶瓷的制备。

Description

一种复合陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷材料的制备技术，特别是一种含氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化锌及高岭土的复合陶瓷的制备方法。
背景技术
化学制备技术是通过化学合成方法，将有机材料和无机材料进行有机融合的一门技术，具有价格低廉、制备简单、不需要昂贵的仪器设备、可在分子水平控制材料的结构及性质等优点，涉及无机材料、有机材料、复合材料等众多领域。
含多种金属氧化物的复合陶瓷材料的制备，通常通过物理混合，按一定比例调配合成，但多种金属氧化物之间的协同作用无法充分发挥，化学制备技术具有复合无机和有机材料的优势。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种复合陶瓷的制备方法。通过化学制备技术，制备含氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化锌及高岭土的复合陶瓷，结构高度有序，性能优异。
本发明的技术解决方案是：钛酸丁酯、硝酸锆、硝酸镁、硝酸锌溶于一定浓度的硝酸中，发生水解、聚合反应生成复合前驱体；将高岭土分散于水中，分别加入粘结剂、表面活性剂与分散剂，搅拌得到改性剂溶液；将复合前驱体与改性剂混合，静置反应得到复合胶体溶液；经过滤分离、干燥、热处理得到结构有序的复合陶瓷。
本发明与现有技术相比，其显著优点：其一、在化学合成过程中，前驱体与改性剂通过化学反应，将金属离子有机结合到胶体颗粒中；其二、固态浆体经热处理，得到的复合陶瓷具有良好的微观结构，有效复合了多种金属氧化物。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。
实施例1：依以下步骤制备复合陶瓷
步骤1：将3.4g 钛酸丁酯、0.34g硝酸锆、0.34g硝酸镁及0.34g硝酸锌溶于15g质量浓度 60%的浓硝酸中，磁力搅拌40min，得到澄清的复合前驱体A；
步骤2：将2.0g高岭土加入到50ml水中，在70oC水浴中搅拌，加入1.5g粘结剂羟乙基纤维素、1.5g表面活性剂十二烷基硫酸钠、1g分散剂平平加，机械搅拌2h，得到混合均匀的改性剂溶液B；
步骤3：在一容器中，首先加入复合前驱体A，随后将冷却至30oC的溶液B缓慢倒入A中，静置反应24h，得到复合胶体溶液C；
步骤4：复合胶体溶液C经过滤分离经过滤分离、干燥后，经500oC热处理4h得到结构有序的复合陶瓷。
实施例2：依以下步骤制备复合陶瓷
步骤1：同实施例1的步骤1；
步骤2：将1.0g高岭土加入到50ml水中，在50oC水浴中搅拌，加入0.5g粘结剂羟乙基纤维素、0.5g表面活性剂十二烷基磺酸钠、0.25g分散剂平平加，机械搅拌1h，得到混合均匀的改性剂溶液B；
步骤3：同实施例1的步骤3；
步骤4：复合胶体溶液C经过滤分离经过滤分离、干燥后，经800oC热处理得到结构有序的复合陶瓷。
实施例3：依以下步骤制备复合陶瓷
步骤1：将3.4g 钛酸丁酯、0.68g硝酸锆、0.17g硝酸镁及0.17g硝酸锌溶于15g质量浓度 60%的浓硝酸中，磁力搅拌30 min，得到澄清的复合前驱体A；
步骤2：将1.5g高岭土加入到50ml水中，在60oC水浴中搅拌，加入1.0g粘结剂羟乙基纤维素、1.0g表面活性剂十二烷基硫酸钠、0.4g分散剂平平加，机械搅拌1.5h，得到混合均匀的改性剂溶液B；
步骤3，在一容器中，首先加入复合前驱体A，随后将冷却至25oC的溶液B缓慢倒入A中，静置反应12h，得到复合胶体溶液C；
步骤4：同实施例1的步骤4。
实施例4：依以下步骤制备复合陶瓷
步骤1：将3.4g 钛酸丁酯、0.5g硝酸锆、0.3g硝酸镁及0.3g硝酸锌溶于15g质量浓度 60%的浓硝酸中，磁力搅拌30 min，得到澄清的复合前驱体A；
步骤2：同实施例2中的步骤2；
步骤3：在一容器中，首先加入复合前驱体A，随后将冷却至35oC的溶液B缓慢倒入A中，静置反应18h，得到复合胶体溶液C；
步骤4：复合胶体溶液C经过滤分离经过滤分离、干燥后，经600oC热处理得到结构有序的复合陶瓷。

Claims (2)

1.一种复合陶瓷的制备方法，其特征是包括下列步骤：
a、制备前驱体：将钛酸丁酯、硝酸锆、硝酸镁、硝酸锌，按照质量比例1：10%-20%：5%-10%：5%-10%，溶于质量浓度60%的硝酸，经水解、聚合反应制得复合前驱体溶液；
b、制备改性剂：以有机改性剂对高岭土进行修饰，即按：去离子水：高岭土：粘结剂羟乙基纤维素：表面活性剂十二烷基磺酸钠或十二烷基磺酸钠：分散剂平平加质量比例1：2%-4%：1%-3%：1%-3%：0.5%-1%，混合搅拌得到改性剂溶液；
c、将复合前驱体与改性剂混合，静置反应得到复合胶体溶液；
d、经过滤分离得到固态浆体，经过滤分离、干燥、热处理得到结构有序的复合陶瓷。
2.根据权利要求1所述的一种复合陶瓷的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤是复合前驱体首先倒入容器中，后加入改性剂溶液，静置反应12h-36h，得到复合胶体溶液。
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