CN1629102A - 高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，包括泥浆制备、注浆成型和烧成，其特征在于：将质量百分比为氧化铝粉体70～80wt％、粘土10～15wt％、高温结合剂4～19wt％、泥浆添加剂0.5～1wt％与水混合，在球磨机内研磨制备成泥浆，然后另加短切多晶Al2O3陶瓷纤维1～10wt％、增孔剂7～15wt％、解胶剂0.5～1wt％搅拌混合均匀，再在模型中注浆成型，最后高温烧成。其中短切多晶Al2O3陶瓷纤维及增孔剂的添加量可根据制品的不同强度性能及孔径要求而改变，该制备方法工艺简单，操作方便，生产效率高，生产成品率高，特别适宜工业化大生产，制得的产品强度较传统产品大幅度提高，抗热震性能获得显著改善，适用于高温煤(烟)气过滤器用陶瓷过滤元件的制备。

Description

高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法
所属技术领域
本发明涉及一种高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，属于多孔陶瓷制备工艺
技术领域。
背景技术
传统的氧化铝多孔陶瓷过滤元件的制备技术，是在陶瓷基体上产生孔，且常以降低坯体的烧成温度提高元件的空隙率，氧化铝多孔陶瓷的空隙率与强度等性能始终是相矛盾的，往往在生产和应用上顾此失彼，特别是传统生产技术的制品难以满足氧化铝多孔陶瓷过滤元件在高温烟气过滤的性能要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，能制备高强、高热稳定性、性能价格比合理、适合于高温烟气过滤的多孔陶瓷生产技术。其技术方案为：
包括泥浆制备、注浆成型和烧成，其特征在于：将质量百分比为氧化铝粉体70～80wt％、粘土10～15wt％、高温结合剂4～19wt％、泥浆添加剂0.5～1wt％与水混合，在球磨机内研磨制备成泥浆，然后另加短切多晶Al2O3陶瓷纤维1～10wt％、增孔剂7～15wt％、解胶剂0.5～1wt％搅拌混合均匀，再在模型中注浆成型，最后高温烧成。
为实现上述目的，所述的高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，多晶Al2O3陶瓷纤维直径4～5μm，其中Al2O3含量＞72％，Al2O3+SiO2≥97.5％，耐火度≥1600℃，其长径比在1000∶1～2000∶1的范围内。
为实现上述目的，所述的高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，氧化铝粉体采用普通工业氧化铝粉，其Al2O3含量99％，粘土中各组成的质量配比为大同土∶介休土∶坊子土等于5～8∶4～6∶1，高温结合剂中各组成的质量配比为锂辉石∶熟滑石等于2～18∶1～2，泥浆添加剂采用碳酸钠，解胶剂采用柠檬酸，增孔剂的质量百分比组成为：木炭粉60～80wt％，纤维素20～40wt％。
为实现上述目的，所述的高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，注浆成型的坯体中各组成的质量百分比为：短切多晶Al2O3陶瓷纤维1～10wt％，增孔剂7～15wt％，干燥泥浆75～92wt％。
本发明与现有技术相比，用多晶氧化铝陶瓷纤维与氧化铝基陶瓷复合的方法，制备高强、高热稳定性、性能价格比合理、适用于高温煤(烟)气过滤器用陶瓷过滤元件，工艺简单，操作方便，生产效率高，生产成品率高，特别适宜工业化大生产，制得的产品强度较传统产品大幅度提高，抗热震性能获得显著改善。
具体实施方式
实施例1
第一步制备泥浆：将工业氧化铝粉(75μm)70wt％、介休土8wt％、大同土6wt％、坊子土1wt％、锂辉石12wt％、熟滑石2wt％、碳酸钠1wt％与水混合，在球磨机内研磨48小时，制备成泥浆，泥浆细度30μm，然后出磨待用。
第二步制备短切多晶Al2O3陶瓷纤维：多晶Al2O3陶瓷纤维在短切机上分别按1000∶1、1500∶1、2000∶1的长径比短切，并按50％、30％、20％的比例混合，机械预分散，待用。
第三步注浆成型：将上述制得的泥浆中另加短切多晶Al2O3陶瓷纤维2wt％、增孔剂8wt％、柠檬酸1wt％进行搅拌混均，抽真空，再在模型中注浆成型，然后将注浆成型坯体置于烘干箱或烘干窑内，在温度60～100℃、时间3～6小时的条件下烘干坯体，坯体水分≤1％。其中所用增孔剂中各成分及质量百分比组成为：平均粒度在30～60μm的木炭粉60wt％，纤维素40wt％。
第四步过滤元件烧成：将烘干后的坯体在1300～1350℃、1～2小时的条件下烧成，得到本发明所述的多晶Al2O3陶瓷纤维增强氧化铝多孔陶瓷过滤元件。
经检验，制得的产品的技术指标为：平均强度28MPa、平均气孔率41％、孔径分别为5μm。
实施例2：
工业氧化铝粉(75μm)75wt％，介休土7wt％，大同土6wt％，坊子土1wt％，锂辉石wt8％；熟滑石2wt％，碳酸钠1wt％。
实施例3：
工业氧化铝粉(75μm)80wt％，介休土6wt％，大同土4wt％，坊子土1wt％，锂辉石6wt％；熟滑石2wt％，碳酸钠1wt％。
实施例2、3的制备工艺基本同实施例1，所得产品孔径分别为3μm、1μm。

Claims (8)

1、一种高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，包括泥浆制备、注浆成型和烧成，其特征在于：将质量百分比为氧化铝粉体70～80wt％、粘土10～15wt％、高温结合剂4～19wt％、泥浆添加剂0.5～1wt％与水混合，在球磨机内研磨制备成泥浆，然后另加短切多晶Al2O3陶瓷纤维1～10wt％、增孔剂7～15wt％、解胶剂0.5～1wt％搅拌混合均匀，再在模型中注浆成型，最后高温烧成。
2、如权利要求1所述的高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：多晶Al2O3陶瓷纤维直径4～5μm，其中Al2O3含量＞72％，Al2O3+SiO2≥97.5％，耐火度≥1600℃。
3、如权利要求1所述的高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：短切的多晶Al2O3陶瓷纤维，其长径比在1000∶1～2000∶1的范围内。
4、如权利要求1中所述的高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：氧化铝粉体采用普通工业氧化铝粉，其Al2O3含量99％。
5、如权利要求1中所述的高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：粘土中各组成的质量配比为大同土∶介休土∶坊子土等于5～8∶4～6∶1。
6、如权利要求1中所述的高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：高温结合剂中各组成的质量配比为锂辉石∶熟滑石等于2～18∶1～2，泥浆添加剂采用碳酸钠，解胶剂采用柠檬酸。
7、如权利要求1中所述高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：增孔剂的质量百分比组成为：木炭粉60～80wt％，纤维素20～40％wt％。
8、如权力要求1所述的高强、高热稳定性Al2O3多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：注浆成型的坯体中各组成质量百分比为：短切多晶Al2O3陶瓷纤维1～10wt％，增孔剂7～15wt％，干燥泥浆75～92wt％。
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