CN110723964A - 一种阻隔层、烧结模具及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阻隔层，用于设置在制备发泡陶瓷的烧结模具表面，所述阻隔层的成分包括石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物，其中，所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种。该阻隔层，用于设置在制备发泡陶瓷的烧结模具表面，其特征在于，所述阻隔层的成分包括石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物，其中，所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种。本发明还提供了一种烧结模具和烧结模具的制备方法。

Description

一种阻隔层、烧结模具及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑装饰材料技术领域，具体涉及一种阻隔层、烧结模具及其制备方法。
背景技术
发泡陶瓷(泡沫陶瓷)材料是一种具有高温特性的多孔材料，具有热导系数低、重量轻、硬度高、耐腐蚀、耐磨损、耐渗水和易再生等性能的优良性能，可广泛用于环境保护、工业及民用建筑、国防军工、石油化工、市政建设、地下工程、道路交通、桥梁隧道、生物种植、制冷业和热工设备等诸多领域。
目前市场上发泡陶瓷材料的制备过程中大部分是在高温下，于模具或窑具中制备得到，并使用到主要起支承坯体作用的棚板。由于高温下发泡陶瓷原料中的低熔点硅酸盐会跟模具/棚板发生反应，粘结在一起，不易脱模；严重时会造成样品开裂，造成生产效率低下，且产品质量难以保证；甚至损坏模具/棚板，造成模具/棚板不可反复使用，大大增加生产成本。传统工艺中，通过在模具/棚板与发泡陶瓷之间用陶瓷纤维纸实现高温隔离，产品烧成后陶瓷纤维纸粘结在发泡陶瓷材料上，实现发泡陶瓷与模具/棚板的脱模。但是陶瓷纤维纸一般是由直径小于5μm的陶瓷纤维编织而成，常温下存在易撕裂、破损和不易铺设等的问题，且陶瓷纤维纸与模具/棚板贴合度低，易产生死角(见图1虚线圈所示)，高温后极易破碎、粉化，造成工作环境污染，甚至影响健康。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种阻隔层、烧结模具及其制备方法，该阻隔层能够设置在用于制备发泡陶瓷的模具/棚板的表面，杜绝存在贴合死角的问题；相比于传统的陶瓷纤维纸，所述阻隔层方便实现高温烧成后发泡陶瓷的脱模，提升发泡陶瓷良率；对环境影响小，更加安全可靠。
第一方面，本发明提供了一种阻隔层，用于设置在制备发泡陶瓷的烧结模具表面，所述阻隔层的成分包括石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物，其中，所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种。
本发明一具体实施方式中，所述碳化物为碳化硅，或为碳化钨，或为碳化硼。本发明另一具体实施方式中，所述碳化物为碳化硅和碳化钨，或所述碳化物为碳化硅、碳化钨和碳化硼；或所述碳化物为碳化硅和碳化硼。
本发明一具体实施方式中，所述氮化物为氮化硅，或为氮化钨，或为氮化硼。本发明另一具体实施方式中，所述氮化物为氮化硅和氮化钨；或所述氮化物为碳化硅、氮化钨和氮化硼；或所述氮化物为氮化硅和氮化硼。
可选地，所述阻隔层的成分的重量百分比为：所述石英砂20-70％、所述氧化锆5-10％、所述氧化铝10-40％、所述碳化物5-20％和所述氮化物5-20％。
可选地，所述阻隔层的成分中，所述石英砂的重量百分比为30-70％。进一步优选为40-60％。
本发明一具体实施方式中，所述石英砂在所述阻隔层的重量百分比为20％，30％，40％，50％，55％，60％，65％或70％。
可选地，所述阻隔层的成分中，所述氧化锆的重量百分比为6-10％。进一步优选为8-10％。
本发明一具体实施方式中，所述氧化锆在所述阻隔层的重量百分比为5％，6％，7％，8％，9％或10％。
可选地，所述阻隔层的成分中，所述氧化铝的重量百分比为15-40％。
可选地，所述阻隔层的成分中，所述氧化铝的重量百分比为20-40％。进一步优选为25-35％。
本发明一具体实施方式中，所述氧化铝在所述阻隔层的重量百分比为10％，15％，20％，25％，30％，35％或40％。
可选地，所述阻隔层的成分中，所述碳化物的重量百分比为5-15％。进一步优选为5-10％。
本发明一具体实施方式中，所述碳化物在所述阻隔层的重量百分比为5％，8％，10％，15％，18％或20％。
可选地，所述阻隔层的成分中，所述氮化物的重量百分比为5-15％。进一步优选为5-10％。
本发明一具体实施方式中，所述氮化物在所述阻隔层的重量百分比为5％，8％，10％，15％，18％或20％。
本发明一具体实施方式中，所述石英砂40-60％、所述氧化锆5-10％、所述氧化铝15-40％、所述碳化物10-20％和所述氮化物5-20％。
可选地，所述阻隔层的所述成分的重量百分比为：所述石英砂20-70％、所述氧化锆5-10％、所述氧化铝10-40％、所述碳化物5-20％和所述氮化物5-20％。
可选地，所述阻隔层中，所述石英砂、所述氧化锆和所述氧化铝的重量百分比之和为65-90％。
可选地，所述阻隔层中，所述石英砂、所述氧化锆和所述氧化铝的重量百分比之和为70-80％。
本发明中，所述石英砂、所述氧化锆和所述氧化铝的熔点均比较高，能够使所述阻隔层的整体的熔点维持在一个较高水平；所述阻隔层中，碳化物和氮化物一方面可以提升阻隔层的熔点，另一方面可以有利于维系阻隔层的结构稳定。
可选地，所述阻隔层中，所述氧化锆和所述氧化铝的摩尔比为1:(2.5-6)。
可选地，所述阻隔层中，所述氧化锆和所述氧化铝的摩尔比为1:(3-6)。
本发明中，所述阻隔层具有良好的耐高温性能，可以承受接近1200℃左右的温度；相比于在高温下易破碎、粉化，且造成工作环境污染的陶瓷纤维纸，本发明所述阻隔层在方便脱模，保护烧结模具/棚板的同时，还可以有效减少环境污染。
第二方面，本发明还提供了一种烧结模具，用于制备发泡陶瓷，包括烧结模具本体，和设置在所述烧结模具本体表面上的阻隔层，所述阻隔层的成分包括石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物，其中，所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种。
可选地，所述阻隔层的所述成分的重量百分比为：所述石英砂20-70％、所述氧化锆5-10％、所述氧化铝10-40％、所述碳化物5-20％和所述氮化物5-20％。
本发明中，所述阻隔层设置在所述烧结模具本体表面上具体是指：所述阻隔层设置在所述烧结模具本体中，与发泡陶瓷接触的任何一个表面。
可选地，所述烧结模具本体包括窑具、模具和棚板中的一种或多种。
本发明中，所述窑具或模具可以为传统现有用于高温烧结的窑具或模具，所述窑具或模具的材质可以为陶瓷或其他耐高温材料。
当所述烧结模具本体为窑具或模具，且所述窑具或模具具有内腔时，所述阻隔层设置在所述内腔的整个内表面，包括所述内腔的底面和内壁表面。当所述烧结模具本体为棚板时，所述阻隔层设置在所述棚板的表面。
可选地，所述阻隔层的厚度为200μm-2000μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为200μm-1000μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为500μm-1500μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为800μm-2000μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为1000μm-2000μm。
例如，本发明一具体实施方式中，所述阻隔层的厚度为200μm，或为400μm，或为600μm，或为800μm，或为1000μm，或为1200μm，或为1500μm，或为1800μm，或为2000μm。本发明中，所述阻隔层的具体厚度可以根据实际生产需求进行调节，针对不同材质或尺寸的发泡陶瓷，所述阻隔层的厚度可以不同。
可选地，所述烧结模具的工作温度在1200℃以下。所述烧结模具耐近1200℃的高温，其耐高温性能好，可以有利于发泡陶瓷的制备。
第三方面，本发明还提供了一种烧结模具的制备方法，包括以下步骤：
称取石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物的固体粉末原料，然后加入溶剂，搅拌均匀后得到混合浆料；所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种；
提供烧结模具本体，将所述混合浆料均匀涂布在所述烧结模具本体表面，经干燥或高温烧结后，在烧结模具本体表面形成阻隔层，得到烧结模具成品。
可选地，所述固体粉末原料中，各组分的重量百分比为：所述石英砂20-70％、所述氧化锆5-10％、所述氧化铝10-40％、所述碳化物5-20％和所述氮化物5-20％。
本发明一具体实施方式中，所述固体粉末原料中，所述石英砂40-60％、所述氧化锆5-10％、所述氧化铝15-40％、所述碳化物10-20％和所述氮化物5-20％。
可选地，所述阻隔层中，所述石英砂、所述氧化锆和所述氧化铝的重量百分比之和为65-90％。
可选地，所述阻隔层中，所述石英砂、所述氧化锆和所述氧化铝的重量百分比之和为70-80％。
可选地，所述阻隔层中，所述氧化锆和所述氧化铝的摩尔比为1:(2.5-6)。
可选地，所述阻隔层中，所述氧化锆和所述氧化铝的摩尔比为1:(3-6)。
可选地，所述溶剂包括去离子水、乙醇、丁醇和丙二醇中的一种或多种。例如，本发明一具体实施方式中，所述溶剂可以为去离子水，或为乙醇，或为丁醇，或为丙二醇，或为乙醇溶液，或为丁醇溶液，或为丙二醇溶液。
可选地，当所述溶剂为醇溶液时，醇和去离子水的体积比为1：(0.1-10)。
例如，所述乙醇溶液中，乙醇和去离子水的体积比为1：(0.1-10)。
可选地，所述混合浆料的固含量为50-80％。
进一步地，可选地，所述混合浆料的固含量为60-80％。
本发明一具体实施方式中，所述混合浆料的固含量为50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80％。
本发明中，通过改变所述混合浆料的固含量可以一定程度的控制所述混合浆料的粘度，从而使所述混合浆料有效贴合在所述烧结模具本体表面。
可选地，所述混合浆料还可以添加粘结剂。可选地，所述粘结剂在所述混合浆料中的质量百分数为0.1-5％。可选地，所述粘结剂包括无机粘结剂或有机粘结剂。例如，所述无机粘结剂包括硅溶胶；所述有机粘结剂包括聚乙烯醇等。本发明所述粘结剂可以进一步的增加所述混合浆料与所述烧结模具本体之间贴合更紧密。
可选地，所述混合浆料的粒度D50为5-30μm。本发明所述制备方法中，还可以通过对所述混合浆料进行球磨处理等方式，使所述混合浆料中各成分混合更加均匀，所述混合浆料的粒度分布达到制备要求。
可选地，所述制备方法中，所述搅拌均匀后得到混合浆料后，还包括对所述混合浆料进行过滤。可选地，所述过滤过程中可以但不局限于使用尼龙网等过滤器。通过过滤，可以获得粒度分布更加均一的混合浆料，有利于制备得到结构更加稳定的阻隔层。
可选地，所述烧结模具本体在涂布所述混合浆料之前，还可以进行表面预处理过程，所述表面处理过程包括：对所述烧结模具本体的表面进行粗糙化打磨处理和/或表面湿润处理。其中，所述表面湿润处理可以通过润湿试剂对所述烧结模具本体表面进行润湿。例如所述润湿试剂可以但不局限于包括去离子水或醇类。通过湿润处理可以降低烧结模具本体的表面张力，可促使混合浆料更好的附着，增加阻隔层与烧结模具本体的结合强度。所述粗糙化打磨处理可以提高烧结模具本体表面粗糙度，进一步增加烧结模具本体与阻隔层之间的结合面积，增加阻隔层与烧结模具本体的结合强度。
可选地，所述涂布方式包括刷涂或喷涂。例如，通过毛刷刷涂或使用喷枪喷涂。
可选地，所述干燥过程包括自然干燥或加热干燥。
可选地，所述加热干燥的加热温度为80-200℃。
可选地，所述加热干燥的加热温度为80-180℃。
可选地，所述加热干燥的加热温度为100-200℃。
可选地，所述加热干燥的加热温度为100-120℃。
本发明中，当将所述混合浆料均匀涂布在所述烧结模具本体表面，经干燥后，使所述烧结模具本体表面形成有阻隔层，得到烧结模具成品时；所述烧结模具成品中的所述阻隔层内聚力较小。在用于制备发泡陶瓷的过程中，部分所述阻隔层会粘附在发泡陶瓷样品表面，经常规加工后得到发泡陶瓷；而所述烧结模具本体上剩余的部分阻隔层，也很容易实现剥离。因此，经干燥步骤的制备过程中制得的所述烧结模具上的阻隔层一次性使用的。
可选地，所述高温烧结过程中，烧结温度为1600-1700℃，烧结时间为4-10h。
可选地，所述高温烧结过程还包括：先以4-10℃/min的速率升温至1600-1700℃，然后恒温烧结4-10h。
本发明中，当将所述混合浆料均匀涂布在所述烧结模具本体表面，经高温烧结后，使所述烧结模具本体表面形成有阻隔层，得到烧结模具成品时；所述烧结模具成品中的所述阻隔层形成更加致密的膜层结构，所述阻隔层与所述烧结模具本体表面结合紧密。在用于制备发泡陶瓷的过程中，制得的发泡陶瓷样品可以方便地脱离所述阻隔层，所述发泡陶瓷样品经常规加工后得到发泡陶瓷；而所述烧结模具本体上依旧保持完整的阻隔层。因此，经高温烧结步骤的制备过程中制得的所述烧结模具可以重复多次使用。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明所述阻隔层能够设置在用于制备发泡陶瓷的烧结模具/棚板的表面，贴合度高，杜绝存在贴合死角的问题；相比于传统的陶瓷纤维纸，所述阻隔层更有利于实现发泡陶瓷高温烧成后的脱模，提升发泡陶瓷良率；对环境影响小，更加安全可靠。
(2)本发明所述烧结模具可以用于制备发泡陶瓷，设置在烧结模具表面的阻隔层有利于发泡陶瓷顺利脱模，一方面可以减少发泡陶瓷对烧结模具损伤，另一方面可以提发泡陶瓷出材率；制得结构稳定、质量高的发泡陶瓷，大大提升发泡陶瓷的生产效率。
(3)本发明所述烧结模具的制备方法，工艺简单，省时省力，安全环保，可以用于大规模工业化生产，相比于传统人工铺设贴合度低，且易产生死角的陶瓷纤维纸，可以大大提高生产效率，同时还可以防止陶瓷纤维纸在高温后易粉化造成的环境污染和影响健康的问题。
本发明的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
附图说明
为更清楚地阐述本发明的内容，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
图1为铺设有陶瓷纤维纸的用于制备发泡陶瓷的模具图；
图2为本发明一实施例提供的烧结模具的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的含发泡陶瓷样品的烧结模具的局部结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的发泡陶瓷产品的示意图。
具体实施方式
以下所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。
下面分多个实施例对本发明实施例进行进一步的说明。其中，本发明实施例不限定于以下的具体实施例。在不变主权利的范围内，可以适当的进行变更实施。
若无特别说明，本发明实施例所采用的原料及其它化学试剂皆为市售商品。
本发明一实施例还提供了一种烧结模具的制备方法，包括以下步骤：
称取石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物的固体粉末原料，然后加入溶剂，搅拌均匀后得到混合浆料；所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种；
提供烧结模具本体，将所述混合浆料均匀涂布在所述烧结模具本体表面，经干燥后，在烧结模具本体表面形成阻隔层，得到烧结模具成品。
可选地，所述烧结模具本体包括耐高温窑具、耐高温模具和棚板中的一种或多种。所述耐高温窑具或耐高温模具可以为传统现有的窑具或模具，所述耐高温窑具或耐高温模具的材质可以为陶瓷或其他耐高温的复合材料。
本发明中，所述烧结模具本体的结构可以但不限于包括底板，以及与所述底板相连的多块边板，多块所述边板首尾相接，且与所述底板围成一个上部开口的空腔。所述空腔的整个内部表面都涂布有混合浆料，即在所述空腔的内壁和底部表面都涂布有混合浆料，以在整个内腔内部表面形成阻隔层。
可选地，所述边块的数目可以为4-8块。当所述边板为4时，四块所述边板首尾相接，且与所述底板围成一矩形空腔。
可选地，所述固体粉末原料中，各组分的重量百分比为：所述石英砂20-70％、所述氧化锆5-10％、所述氧化铝10-40％、所述碳化物5-20％和所述氮化物5-20％。
可选地，所述溶剂包括去离子水、乙醇、丁醇和丙二醇中的一种或多种。例如，本发明一具体实施方式中，所述溶剂可以为去离子水，或为乙醇，或为丁醇，或为丙二醇，或为乙醇溶液，或为丁醇溶液，或为丙二醇溶液。
可选地，所述混合浆料的固含量为50-80％。
进一步地，可选地，所述混合浆料的固含量为60-80％。
本发明一具体实施方式中，所述混合浆料的固含量为50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80％。
可选地，所述阻隔层中，所述石英砂、所述氧化锆和所述氧化铝的重量百分比之和为65-90％。
可选地，所述阻隔层中，所述石英砂、所述氧化锆和所述氧化铝的重量百分比之和为70-80％。
可选地，所述阻隔层中，所述氧化锆和所述氧化铝的摩尔比为1:(2.5-6)。
可选地，所述阻隔层中，所述氧化锆和所述氧化铝的摩尔比为1:(3-6)。
可选地，所述混合浆料的粒度D50为5μm-30μm。本发明所述制备方法中，还可以通过对所述混合浆料进行球磨处理等方式，使所述混合浆料中各成分混合更加均匀，所述混合浆料的粒度分布达到D50为5μm-30μm。
可选地，所述制备方法中，所述搅拌均匀后得到混合浆料后，还包括对所述混合浆料进行过滤。可选地，所述过滤过程中可以但不局限于使用尼龙网等过滤器。通过过滤过程，可以使所述混合浆料的粒度分布更加均一，使最终得到的阻隔层更加结实稳定。
可选地，所述干燥过程包括自然干燥或加热干燥。所述加热干燥的加热温度为80-200℃。
可选地，所述烧结模具本体在涂布所述混合浆料之前，还可以进行表面预处理过程，所述表面处理过程包括：对所述烧结模具本体的表面进行粗糙化打磨处理和/或表面湿润处理。其中，所述表面湿润处理可以通过润湿试剂对所述烧结模具本体表面进行润湿。例如所述润湿试剂可以但不局限于包括去离子水或醇类。通过湿润处理可以降低烧结模具本体的表面张力，可促使混合浆料更好的附着，增加阻隔层与烧结模具本体的结合强度。所述粗糙化打磨处理可以提高烧结模具本体表面粗糙度，进一步增加烧结模具本体与阻隔层之间的结合面积，增加阻隔层与烧结模具本体的结合强度。
可选地，所述涂布方式包括刷涂或喷涂。例如，通过毛刷刷涂或使用喷枪喷涂。通过上述涂布方式，可以保证烧结模具本体/棚板100％被阻隔层覆盖。
可选地，所述阻隔层的厚度为200μm-2000μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为200μm-1000μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为500μm-1500μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为800μm-2000μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为1000μm-2000μm。
例如，本发明一具体实施方式中，所述阻隔层的厚度为200μm，或为400μm，或为600μm，或为800μm，或为1000μm，或为1200μm，或为1500μm，或为1800μm，或为2000μm。本发明中，所述阻隔层的具体厚度可以根据实际生产需求进行调节，针对不同材质或尺寸的发泡陶瓷，所述阻隔层的厚度可以不同。
可选地，所述阻隔层的厚度为200μm-1000μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为500μm-1500μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为800μm-2000μm。
可选地，所述阻隔层的厚度为1000μm-2000μm。
例如，本发明一具体实施方式中，所述阻隔层的厚度为200μm，或为400μm，或为600μm，或为800μm，或为1000μm，或为1200μm，或为1500μm，或为1800μm，或为2000μm。本发明中，所述阻隔层的具体厚度可以根据实际生产需求进行调节，针对不同材质或尺寸的发泡陶瓷，所述阻隔层的厚度可以不同。
本发明另一实施例还提供了一种烧结模具的制备方法，包括以下步骤：
称取石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物的固体粉末原料，然后加入溶剂，搅拌均匀后得到混合浆料；所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种；
提供烧结模具本体，将所述混合浆料均匀涂布在所述烧结模具本体表面，经高温烧结后，在烧结模具本体表面形成阻隔层，得到烧结模具成品。
本发明所述实施例与上述实施例所述制备方法的区别在于：将所述混合浆料均匀涂布在所述烧结模具本体表面之后，本实施例采用高温烧结的方式制备得到所述烧结模具成品。
可选地，所述高温烧结过程中，烧结温度为1600-1700℃，烧结时间为4-10h。
可选地，所述高温烧结过程还包括：先以4-10℃/min的速率升温至1600-1700℃，然后恒温烧结4-10h。
可选地，所述烧结模具的工作温度低于或等于1200℃。
如图2所示，本发明还提供了一种由于本发明一实施例提供的制备方法制备的烧结模具100，包括烧结模具本体10，和设置在所述烧结模具本体10内壁的阻隔层20。
具体地，所述制备方法中，所述混合浆料均匀涂布在所述烧结模具本体表面，经干燥后，最后得到烧结模具成品的。参见图3所示烧结模具的局部表面的示意图，在所述烧结模具内制备有发泡陶瓷样品30，以其中发泡陶瓷样品30与阻隔层20之间的附着力为Fa，阻隔层20的内聚力为Fb，阻隔层20与烧结模具本体10之间的附着力为Fc。本制备方法中，存在Fa>>Fc≥Fb的情况，即脱模时，阻隔层20大部分粘附在陶瓷样品上，少部分仍粘附在烧结模具本体10；本发明优先厚度的阻隔层20可以有效阻挡发泡陶瓷样品30与烧结模具本体10直接接触，实现脱模。本发明所述阻隔层20的高温稳定性强，在常规干燥过程后，所述阻隔层20在发泡陶瓷样品30的制备过程中不会失效烧结成膜，因此，阻隔层20内部不够致密，其内聚力Fb十分小；而发泡陶瓷样品30和烧结模具本体10的材质中可以但不限于含有碱金属盐，高温下，该碱金属盐可以在阻隔层20的浅层形成共熔物，使二者的附着力Fa，Fc且都大于Fb；因此，脱模时，阻隔层20粘附在烧结模具本体10和发泡陶瓷样品30上，但所述阻隔层20同时可以保护烧结模具本体10和发泡陶瓷样品30均不受损伤，提升脱模效率。此时，所述烧结模具中的阻隔层20是一次性使用的，且残留的阻隔层20更容易剥离；当进行下一次制备发泡陶瓷样时，可以再次制备阻隔层，然后用于发泡陶瓷的生产。
本发明一实施方式中，当将所述混合浆料均匀涂布在所述烧结模具本体表面，经高温烧结后，使所述烧结模具本体表面形成有阻隔层，得到烧结模具成品时；所述烧结模具成品中的所述阻隔层形成更加致密的层结构，所述阻隔层与所述烧结模具本体表面结合紧密。在用于制备发泡陶瓷的过程中，制得的发泡陶瓷样品可以方便地脱离所述阻隔层，所述发泡陶瓷样品经常规加工后得到发泡陶瓷；而所述烧结模具本体上依旧保持完整的阻隔层。因此，经高温烧结步骤的制备过程中制得的所述烧结模具可以重复多次使用。
实施例1
一种烧结模具的制备方法，包括：
称取石英砂10g、氧化锆2g、氧化铝2.5g、碳化钨2g和氮化硼2g的固体粉末原料，然后加入50％乙醇溶液30mL，搅拌均匀后得到混合浆料；
提供包含四块边板和一块底板围合而成的模具和棚板，将混合浆料均匀涂布在模具的内表面和棚板的表面，经100℃下干燥2h后，得到表面形成有阻隔层的烧结模具和棚板。
实施例2
一种烧结模具的制备方法，包括：
称取石英砂15g、氧化锆2g、氧化铝10g、碳化钨2g和氮化硼2g的固体粉末原料，然后加入50％乙醇溶液40mL，搅拌均匀后得到混合浆料；
提供包含四块边板和一块底板围合而成的模具和棚板，将混合浆料均匀涂布在模具的内表面和棚板的表面，然后在1600-1700℃下高温烧结10h，得到表面形成有阻隔层的烧结模具和棚板。
实施例3
一种烧结模具的制备方法，包括：
称取石英砂15g、氧化锆2g、氧化铝10g、碳化钨2g和氮化硼2g的固体粉末原料，然后加入去离子水溶液45mL，并加入1g的硅溶胶，搅拌均匀后得到混合浆料；
提供包含四块边板和一块底板围合而成的模具和棚板，将混合浆料均匀喷涂在模具的内表面和棚板的表面，然后在1600-1700℃下高温烧结4h，得到表面形成有阻隔层的烧结模具和棚板。
实施例4
一种烧结模具的制备方法，包括：
称取石英砂15g、氧化锆2g、氧化铝10g、碳化钨2g、碳化硼1g、氮化钨1g、氮化硼2g的固体粉末原料，然后加入20％丙二醇溶液45mL，搅拌均匀后得到混合浆料；
提供包含四块边板和一块底板围合而成的模具和棚板，将混合浆料均匀涂布在模具的内表面和棚板的表面，然后在1600-1700℃下高温烧结8h，得到表面形成有阻隔层的烧结模具和棚板。
实施例5
一种烧结模具的制备方法，包括：
称取石英砂16g、氧化锆3g、氧化铝12g、碳化钨2g、碳化硼1g、碳化硅1g、氮化钨1g、氮化硼1g、氮化硅1g的固体粉末原料，然后加入25％丁醇溶液40mL，搅拌均匀后得到混合浆料；
提供包含四块边板和一块底板围合而成的模具和棚板，将混合浆料均匀喷涂在模具的内表面和棚板的表面，然后在1600-1700℃下高温烧结10h，得到表面形成有阻隔层的烧结模具和棚板。
实施例6
一种烧结模具的制备方法，包括：
称取石英砂16g、氧化锆3g、氧化铝12g、碳化钨2g、碳化硼1g、碳化硅1g、氮化钨1g、氮化硼1g、氮化硅1g的固体粉末原料，然后加入25％乙醇溶液45mL，以及聚乙烯醇1.5g，搅拌均匀后得到混合浆料；
提供包含四块边板和一块底板围合而成的模具和棚板，并用模具和棚板对模具和棚板进行有表面润湿处理，然后将混合浆料均匀喷涂在模具的内表面和棚板的表面，然后在1600-1700℃下高温烧结6h，得到表面形成有阻隔层的烧结模具和棚板。
效果实施例
以实施例2为例，按照实施例2的制备方法制备烧结模具和棚板，并将得到烧结模具和棚板用于发泡材料的制备，如图4所示，发泡陶瓷(1)-(4)均为采用上述烧结模具和棚板制备得到，其中，发泡陶瓷的各个表面均十分平整，未出现粘结烧结模具内壁上是阻隔层的情况，整个发泡陶瓷的脱模过程也十分顺利，几乎没有损坏烧结模具，此时，由实施例2所述制备方法制得的烧结模具还可以重复使用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种阻隔层，用于设置在制备发泡陶瓷的烧结模具表面，其特征在于，所述阻隔层的成分包括石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物，其中，所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的阻隔层，其特征在于，所述阻隔层的成分的重量百分比为：所述石英砂20-70％、所述氧化锆5-10％、所述氧化铝10-40％、所述碳化物5-20％和所述氮化物5-20％。
3.如权利要求1所述的阻隔层，其特征在于，所述阻隔层中，所述石英砂、所述氧化锆和所述氧化铝的重量百分比之和为65-90％。
4.一种烧结模具，用于制备发泡陶瓷，其特征在于，包括烧结模具本体，和设置在所述烧结模具本体表面上的阻隔层，所述阻隔层的成分包括石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物，其中，所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的烧结模具，其特征在于，所述阻隔层的所述成分的重量百分比为：所述石英砂20-70％、所述氧化锆5-10％、所述氧化铝10-40％、所述碳化物5-20％和所述氮化物5-20％。
6.如权利要求4所述的烧结模具，其特征在于，所述阻隔层的厚度为200μm-2000μm。
7.如权利要求4所述的烧结模具，其特征在于，所述烧结模具的工作温度为1200℃以下。
8.一种烧结模具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
称取石英砂、氧化锆、氧化铝、碳化物和氮化物的固体粉末原料，然后加入溶剂，搅拌均匀后得到混合浆料；所述碳化物包括碳化硅、碳化钨和碳化硼中的一种或多种，所述氮化物包括氮化硅、氮化硼和氮化钨中的一种或多种；
提供烧结模具本体，将所述混合浆料均匀涂布在所述烧结模具本体表面，经干燥或高温烧结后，在烧结模具本体表面形成阻隔层，得到烧结模具成品。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混合浆料的粒度D50为5μm-30μm；所述混合浆料的固含量为50-80％。
10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述高温烧结过程中，烧结温度为1600-1700℃，烧结时间为4-10h。
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