CN113200750A - 高强度及高导油的多孔雾化芯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度及高导油的多孔雾化芯及其制备方法，制备方法包括以下步骤：S1、称取原料，原料包括以下质量份数的组分：第一陶瓷粉体70‑90份、第二陶瓷粉体10‑30份；第一陶瓷粉体的粒度为60‑325目，第二陶瓷粉体的粒度为200‑1000目；S2、将各组分混合均匀，压制成型，得到坯体；S3、将坯体置于500℃‑900℃下烧结，得到致密的多孔雾化芯。本发明的多孔雾化芯的制备方法，操作简便，烧结温度低；以不同粒度的陶瓷粉体进行配合，其中粒度较小的细微颗粒在一定温度下熔融产生液相，将大颗粒连接起来，大颗粒之间能形成烧结颈，烧成的雾化芯强度高；主材陶瓷粉体颗粒均匀，形成孔隙也较均匀，且为贯通孔，极大程度上改善了雾化芯的导液能力，雾化效果佳。

Description

高强度及高导油的多孔雾化芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种多孔雾化芯，尤其涉及一种高强度及高导油的多孔雾化芯及其制备方法。
背景技术
随着雾化行业的持续发展，对多孔雾化芯的要求也越来越高。传统的陶瓷雾化芯成型烧结工艺大体相同，材料也千变一律，其强度主要靠高温烧结或配方中某一材料产生增韧效果提供，这不仅会增加能耗，对多孔陶瓷的孔隙及孔径分布也难以控制，甚至会造成大量闭气孔而影响其导液能力，从而限制其使用。
目前，解决办法之一采用特殊的成型方法和烧结工艺，但是特殊的工艺往往伴随着复杂的过程和苛刻的条件，并不能广泛应用于各个场合，而且也不能精确的控制多孔陶瓷材料孔径的大小和分布，因此在生产和实际应用的过程中也会受到极大的限制，使成本增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种低温烧结的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法及制得的多孔雾化芯。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取原料，所述原料包括以下质量份数的组分：第一陶瓷粉体70-90份、第二陶瓷粉体10-30份；
所述第一陶瓷粉体的粒度为60-325目，所述第二陶瓷粉体的粒度为200-1000目；
S2、将各组分混合均匀，压制成型，得到坯体；
在所述坯体中，所述第二陶瓷粉体分布在所述第一陶瓷粉体之间的间隙中；
S3、将所述坯体置于500℃-900℃下烧结，得到致密的多孔雾化芯；
在烧结过程中，所述第二陶瓷粉体产生液相，将所述第一陶瓷粉体进行连接。
优选地，所述第一陶瓷粉体为玻化微珠、珍珠岩、玻璃粉、玻璃微珠、滑石、金属或金属氧化物；
所述第二陶瓷粉体为玻化微珠、珍珠岩、玻璃粉、玻璃微珠、滑石、金属或金属氧化物。
优选地，所述金属为铜粉、铁粉或铝粉；所述金属氧化物为金属合金粉、氧化铝粉、氧化锆粉、氧化铌粉或氧化镧粉。
优选地，所述第二陶瓷粉体和所述第一陶瓷粉体为相同粉体。
优选地，步骤S3中，以1-10℃/min的升温速率将温度升至500℃-900℃，对所述坯体进行烧结。
优选地，步骤S1中，所述原料还包括以下质量份数的组分：石蜡10-30份以及表面活性剂0.1-2份；
步骤S2中，将各组分混合均匀，热压铸成型后得到坯体。
优选地，所述石蜡为半炼或精炼石蜡。
优选地，所述表面活性剂包括脂肪酸甘油酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯、硬脂酸和油酸中至少一种。
优选地，步骤S1中，所述原料还包括以下质量份数的组分：粘结剂1-10份；
步骤S2中，将粘结剂溶于水中形成质量浓度10％的溶液，再将所述第一陶瓷粉体和第二陶瓷粉体加入其中，混合造粒后进行干压成型，得到坯体。
优选地，所述粘结剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐或木质素磺酸钠；粒度为60-200目。
本发明还提供一种多孔雾化芯，采用以上任一项所述的制备方法制得。
本发明的多孔雾化芯的制备方法，操作简便，烧结温度低；以不同粒度的陶瓷粉体进行配合，其中粒度较小的细微颗粒在一定温度下熔融产生液相，将大颗粒连接起来，在烧结温度下大颗粒之间能形成烧结颈，因此烧成的雾化芯强度高；主材陶瓷粉体颗粒均匀，形成孔隙也较均匀，且为贯通孔，极大程度上改善了雾化芯的导液能力，雾化效果佳。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1、图2分别是本发明的多孔雾化芯不同倍数下的SEM图。
具体实施方式
本发明的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，可包括以下步骤：
S1、称取原料，原料包括以下质量份数的组分：第一陶瓷粉体70-90份、第二陶瓷粉体10-30份。
其中，第一陶瓷粉体的粒度为60-325目；第二陶瓷粉体的粒度为200-1000目，始熔温度为400℃-1000℃。第二陶瓷粉体相比于第一陶瓷粉体为细微颗粒，有助于均匀分布在第一陶瓷粉体之间。
第一陶瓷粉体可为玻化微珠、珍珠岩、玻璃粉、玻璃微珠、滑石、金属和金属氧化物中任一种；第二陶瓷粉体可为玻化微珠、珍珠岩、玻璃粉、玻璃微珠、滑石、金属和金属氧化物中任一种。其中的金属可为但不限于铜粉、铁粉或铝粉；金属氧化物可为但不限于金属合金粉、氧化铝粉、氧化锆粉、氧化铌粉或氧化镧粉。
作为优选，第二陶瓷粉体和第一陶瓷粉体选用相同的粉体，利于同质之间进行结合。
S2、将各组分混合均匀，压制成型，得到坯体。
在坯体中，第二陶瓷粉体由于粒度较小，分布在第一陶瓷粉体之间的间隙中。
压制成型方式包括但不限于热压铸成型或者干压成型。
根据压制成型方式的不同，原料中添加的助剂也不同。
对于热压铸成型方式，上述原料还包括：石蜡10-30份以及表面活性剂0.1-2份。将第一陶瓷粉体、第二陶瓷粉体、石蜡和表面活性剂混合均匀后进行热压铸成型，获得坯体。其中，石蜡为半炼或精炼石蜡，熔点为40℃-100℃；表面活性剂包括脂肪酸甘油酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯、硬脂酸和油酸中至少一种。
对于干压成型，上述原料还包括：粘结剂1-10份。将粘结剂溶于水(如蒸馏水)中形成质量浓度10％的溶液，再将第一陶瓷粉体和第二陶瓷粉体加入其中，混合造粒后进行干压成型，得到坯体。其中，粘结剂可选脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸盐和木质素磺酸钠中任一种；粒度为60-200目。
S3、将坯体置于烧结炉中，以1-10℃/min的升温速率将温度升至500℃-900℃，对坯体进行烧结，得到致密的多孔雾化芯。
在烧结过程中，第二陶瓷粉体熔融产生液相，将第一陶瓷粉体进行连接。大颗粒的第一陶瓷粉体在500℃-900℃的烧结温度下，颗粒之间能形成烧结颈，因此烧成的雾化芯强度较高。
多孔雾化芯的孔径大小与作为骨料的第一陶瓷粉体的粒度成正比，骨料粒度越大，形成的多孔雾化芯平均孔径就越大，呈线性关系。骨料颗粒尺寸均匀，形成孔隙也较均匀且为贯通孔，产生的气孔分布也越均匀，极大程度上改善了导液能力，使得雾化芯具有高导液能力，雾化效果较佳。
本发明制得的多孔雾化芯具有高强度及高导油的特点，其中的高导油不限于对雾化油的导入能力，还包括对雾化液的导入能力。
该制得的多孔雾化芯的SEM图如图1、2所示，大颗粒的陶瓷粉体(即第一陶瓷粉体)之间形成明显烧结颈，同组份细微颗粒的陶瓷粉体(即第二陶瓷粉体)均匀分布在大颗粒的陶瓷粉体堆积的间隙，烧结时形成液相，两者共同作用使多孔雾化材料强度大大提升；且堆积的孔隙均为贯通孔，分布均匀，使导液能力和雾化效果得到了极大的改善。
本发明的多孔雾化芯可以根据雾化要求制成各种所需形状的雾化芯，包括但不限于板状、柱状、长方体状等。
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
将100目玻璃微珠过80-120目的筛，筛选出粒度较均匀的颗粒，按质量份数取筛选的玻璃微珠80份、500目的玻璃微珠40份、石蜡18份、油酸0.5份，混合后进行热压铸成型，在500-8004℃中一次烧结形成雾化芯。
实施例2：
200目的玻璃微珠80份、800目的玻璃微珠20份、石蜡18份、油酸0.5份，混合后进行热压铸成型，在500-800℃中一次烧结形成雾化芯。
比较例1：
100目的玻璃微珠100份、石蜡18份、油酸0.5份，混合后进行热压铸成型，在500-800℃中一次烧结形成雾化芯。
比较例2：
100目的玻璃微珠100份，粘结剂PVA6份，混合造粒1-2小时，进行干压成型，并于400-800℃烧结形成雾化芯。
比较例3：
200目的玻璃微珠100份、石蜡18份、油酸0.5份，混合后进行热压铸成型，在500-800℃中一次烧结形成雾化芯。
比较例4：
以石英砂代替玻璃微珠，其他组分与比较例3中的相同，烧结温度900-1200℃。
对上述实施例1、2及比较例1-4制得的雾化芯的孔隙率、吸液性能及硬度进行测试，根据阿基米德排水法测试孔隙率，以10mm*4mm的制件在相同的条件下测试吸液时间。测试结果如下表1。
表1
实施例 孔隙率 吸液时间/s 硬度/MPa
实施例1 36％ 52 73
实施例2 42％ 47 82
比较例1 40％ 40 50
比较例2 39％ 40 52
比较例3 46％ 39 56
比较例4 41％ 63 32
由表1数据比较可知，本发明实施例1、2所制备的雾化芯较于比较例1-4的雾化芯的硬度较高，且能明显加快进液速率；随着主材陶瓷粉体粒度的降低，硬度随之增大，烧结温度随之降低。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称取原料，所述原料包括以下质量份数的组分：第一陶瓷粉体70-90份、第二陶瓷粉体10-30份；
所述第一陶瓷粉体的粒度为60-325目，所述第二陶瓷粉体的粒度为200-1000目；
S2、将各组分混合均匀，压制成型，得到坯体；
在所述坯体中，所述第二陶瓷粉体分布在所述第一陶瓷粉体之间的间隙中；
S3、将所述坯体置于500℃-900℃下烧结，得到致密的多孔雾化芯；
在烧结过程中，所述第二陶瓷粉体产生液相，将所述第一陶瓷粉体进行连接。
2.根据权利要求1所述的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，其特征在于，所述第一陶瓷粉体为玻化微珠、珍珠岩、玻璃粉、玻璃微珠、滑石、金属或金属氧化物；
所述第二陶瓷粉体为玻化微珠、珍珠岩、玻璃粉、玻璃微珠、滑石、金属或金属氧化物。
3.根据权利要求2所述的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，其特征在于，所述金属为铜粉、铁粉或铝粉；所述金属氧化物为金属合金粉、氧化铝粉、氧化锆粉、氧化铌粉或氧化镧粉。
4.根据权利要求1所述的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，其特征在于，所述第二陶瓷粉体和所述第一陶瓷粉体为相同粉体。
5.根据权利要求1所述的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，其特征在于，步骤S3中，以1-10℃/min的升温速率将温度升至500℃-900℃，对所述坯体进行烧结。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述原料还包括以下质量份数的组分：石蜡10-30份以及表面活性剂0.1-2份；
步骤S2中，将各组分混合均匀，热压铸成型后得到坯体。
7.根据权利要求6所述的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，其特征在于，所述石蜡为半炼或精炼石蜡；
所述表面活性剂包括脂肪酸甘油酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯、硬脂酸和油酸中至少一种。
8.根据权利要求1-5任一项所述的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述原料还包括以下质量份数的组分：粘结剂1-10份；
步骤S2中，将粘结剂溶于水中形成质量浓度10%的溶液，再将所述第一陶瓷粉体和第二陶瓷粉体加入其中，混合造粒后进行干压成型，得到坯体。
9.根据权利要求8所述的高强度及高导油的多孔雾化芯的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐或木质素磺酸钠；粒度为60-200目。
10.一种高强度及高导油的多孔雾化芯，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113576053A (zh) * 2021-08-16 2021-11-02 深圳市长能汇科科技有限公司 一种具有多功能区的雾化芯的成型方法
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