一種多孔陶瓷承燒板的制備方法技術

本發明專利技術揭示了一種多孔陶瓷承燒板的制備方法，其包括以下步驟：S1、制備陶瓷粉體；S2、制備漿料：以陶瓷粉體為基準按重量百分比在陶瓷粉體中加入1～2％的分散劑和48％～52％的溶劑進行球磨；球磨均勻后加入重量百分比為6～10％的粘結劑和造孔劑繼續球磨，得到漿料；S3、相轉化成型：將漿料置入模具中，并將模具連同漿料浸入水中進行相轉化成型，得到陶瓷坯體并在室溫下干燥；S4、熱壓燒結：對干燥后的陶瓷坯體進行熱壓燒結，制得具有垂直孔洞的陶瓷承燒板。本發明專利技術制備的陶瓷承燒板具備大量垂直的氣孔，可顯著提高陶瓷承燒板的使用壽命和強度。

A preparation method of a porous ceramic burning plate

The invention discloses a preparation method of a porous ceramic burning plate, which includes the following steps: S1, preparation of ceramic powder, S2, preparation of slurry, adding 1 to 2% dispersant and 48% ~ 52% solvent in ceramic powder according to the weight percentage of ceramic powder, and adding a weight percentage of 6 after the ball milling is 6. 10% of the binder and pore making agent continue to ball mill and get the slurry; S3, phase conversion molding: the slurry is placed in the mold, and the mold is immersed in the water for phase transformation, the ceramic body is obtained and dried at room temperature; S4 and hot press sintering: the drying ceramic body is hot pressed and sintered. A ceramic plate with a straight hole. The ceramic bearing plate prepared by the invention has a large number of vertical holes, and can remarkably improve the service life and intensity of the ceramic bearing plate.

【技術實現步驟摘要】
一種多孔陶瓷承燒板的制備方法
本專利技術涉及一種多孔陶瓷承燒板的制備方法。
技術介紹
多孔陶瓷承燒板通常是以耐火原料如氧化物粉體為骨料，添加外加劑經一定工藝成型后高溫燒結得到的陶瓷承燒板，其結構特性是內部具有大量的貫通或半通過的微細氣孔。常見的陶瓷承燒板的制備工藝主要有干壓成型、流延成型等。國內生產的用于工業的剛玉耐火材料，雖然耐腐蝕性滿足要求，但由于內部氣孔的原因導致強度較低，容易變形開裂，且陶瓷承燒板的使用環境惡劣，使得其使用壽命更低，平均使用壽命不足10次。干壓成型法具有生產效率高的優點，但是缺點是模具造價高，坯體內部結構不均勻。流延成型法則由于它不能一次流延太厚，一般用于制備薄片陶瓷材料，若要獲得比較厚的陶瓷坯體需要多層熱壓疊加，增加了制備的成本。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術中的上述缺陷，提供一種多孔陶瓷承燒板的制備方法，通過該方法制備的多孔陶瓷承燒板具備規則的垂直孔洞，在提高氣孔率的同時增加了強度。為實現上述專利技術目的，本專利技術采用了如下技術方案：一種多孔陶瓷承燒板的制備方法，其包括以下步驟：S1、制備陶瓷粉體；S2、制備漿料：以陶瓷粉體為基準按重量百分比在陶瓷粉體中加入1～2％的分散劑和48％～52％的溶劑進行球磨；球磨均勻后加入重量百分比為6～10％的粘結劑和造孔劑繼續球磨，得到漿料；S3、相轉化成型：將漿料置入模具中，并將模具連同漿料浸入水中進行相轉化成型，得到陶瓷坯體并在室溫下干燥；S4、熱壓燒結：對干燥后的陶瓷坯體進行熱壓燒結，制得具有垂直孔洞的陶瓷承燒板。此外，本專利技術還包括如下附屬技術方案：S1中陶瓷粉體的制備包括如下步驟：首先，將氧化鋁或氧化鋯或氧化鋁和氧化鋯的混合物作為初始粉體，然后將初始粉體進行高溫預處理，在高溫預處理過的粉體中加入酒精球磨，之后干燥得到處理后粉體。所述處理后粉體與初始粉體按重量比為5∶5～7∶3混合得到陶瓷粉體。所述所述處理后粉體與初始粉體按重量比為7∶3。溶劑為N-甲基吡咯烷酮。所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮。所述造孔劑為淀粉或石墨。所述粘結劑為聚醚砜樹脂。球磨使用行星式球磨機進行球磨，轉速為300～500r/min。球磨使用行星式球磨機進行球磨，轉速為400r/min。本專利技術具備如下技術效果：通過本專利技術制備出的多孔陶瓷承燒板，收縮率在10～15％之間，氣孔率在45～56％之間。與傳統的制備方法相比，本專利技術使用了相轉化成型的方式，大大增加了氣孔率，特別是大量垂直貫通的氣孔，陶瓷承燒板的強度和壽命大大提高；另外，本專利技術成型更為方便，使用不銹鋼條在玻璃板上進行粘合即可獲得所需大小、形狀及厚度的模具。附圖說明圖1示出了由鋼板條形成矩形的示意圖。具體實施方式以下結合較佳實施例及其附圖對本專利技術技術方案作進一步非限制性的詳細說明。本專利技術的多孔陶瓷承燒板的制備方法包括如下步驟：S1制備陶瓷粉體步驟a：將氧化鋁粉體或者氧化鋯粉體或者氧化鋁和氧化鋯的混合粉體作為初始粉體，并對其高溫預處理。高溫預處理具體步驟為：將初始粉體放入氧化鋁的坩堝中，并放入高溫爐，以3℃/min的速率升溫至特定溫度保溫2h后隨爐降溫(氧化鋁的特定溫度為1150～1250℃間，氧化鋯的特定溫度為1300～1400℃間)。在高溫預處理過的粉體中加入酒精，并置于球磨機中以400r/min的速度球磨20min～30min，之后進行干燥得到處理后粉體待用。步驟b：將初始粉體和處理后粉體混合得到陶瓷粉體，處理后粉體和初始粉體重量比為5∶5～7∶3，優選重量比為7∶3。重量比的比例不同會造成后期燒結的收縮率不同，從而影響到氣孔率。S2制備漿料步驟c：以混合得到的陶瓷粉體的重量為基準按重量百分比在混合得到的陶瓷粉體中加入分散劑和溶劑，之后置入球磨機中以400r/min的速率球磨50～70min。分散劑的重量百分比優選為1～2％，比如在一個實施例中可選1.8％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。溶劑選擇重量百分比為48％～52％的N-甲基吡咯烷酮(NMP)。步驟d：球磨均勻后加入重量為陶瓷粉體重量6～8％的粘結劑和造孔劑繼續球磨，球磨的速度以400r/min為佳，時間在50～70min。造孔劑可以是淀粉也可以是石墨，優選石墨；粘結劑是聚醚砜樹脂(PES)。S3相轉化成型步驟e：將步驟d中球磨均勻后的漿料和球磨彈子分離。步驟f：在玻璃板上用不銹鋼板條粘貼出所需形狀、大小的模具，再將漿料倒入模具中，用刮刀刮平。步驟g：將步驟f中的模具連同模具內的漿料浸入水中，進行相轉化成型。相轉化法，就是配制一定組成的均相聚合物溶液，通過一定的物理方法使溶液在周圍環境中進行溶劑和非溶劑的物質交換，使其從均相的聚合物溶液發生相分離，轉變成一個三維大分子網絡式的凝膠結構，最終固化成膜。本步驟中，溶劑NMP將溶入水中，溶劑NMP將與水發生物質交換，由于入水時只有漿料表面與水接觸，而垂直方向交換路徑最短，因此溶劑NMP與水發生物質交換時會形成垂直的交換通道，后期水分蒸發后就會形成規則的垂直氣孔，增加承燒板的氣孔率，而且垂直的氣孔會提高承燒板的抗壓強度，所以在使用的時候不易變形，提高使用壽命。步驟h：相轉化完成后，取出模具中相轉化形成的陶瓷坯體，并在室溫下進行干燥8～12h。S4熱壓燒結步驟i：用熱壓機對干燥后的陶瓷坯體進行熱壓，溫度范圍：50～100℃，壓力范圍：10～20Mpa，使陶瓷坯體質地均勻，燒結之后承燒板四邊收縮基本一致。步驟j：將熱壓后的陶瓷坯體放入高溫爐燒結，以1℃/min的速率升溫至850℃，保溫60min，之后以2℃/min的速率升溫至燒結溫度，保溫120min，然后隨爐冷卻，制得多孔陶瓷承燒板。在上述步驟b中，傳統的制備方法往往在初始粉體中直接加入分散劑等進行球磨，如果都用初始粉體的話，后期承燒板的燒結收縮率會很大，容易變形開裂；而如果都進行高溫預處理的話，會使陶瓷粉體的燒結活性降低太多，燒出的陶瓷承燒板強度不夠。本專利技術采用將高溫預處理后粉體與初始粉體混合作為陶瓷粉體的方式，一方面可以降低收縮率，另一方面可以保證制得的陶瓷承燒板的強度，并且提高氣孔率和燒結成功率。在上述步驟b和c中，本專利技術先加入分散劑和溶劑進行球磨，后加入粘結劑和造孔劑進行球磨，粘結劑后加是為了保證漿料的分散性，造孔劑后加是為了防止球磨過程中將造孔劑的結構磨碎。在上述步驟e中，鋼板條的數量至少為三根，粘貼在玻璃板上，圍合出所需形狀、大小的模具，并可使用不同厚度的鋼板條來形成不同厚度的模具，以得到不同厚度的多孔陶瓷承燒板。玻璃板和鋼板條的數量可以重復使用。圖1示出了一種四根鋼板條圍合形成的矩形陶瓷承燒板，應理解，鋼板條數量不限于四根，圍合成的形狀也不一定是矩形，還可以是其他形狀。在上述步驟a、c、d中，球磨時均優先使用行星式球磨機，轉速在300～500r/min，優選400r/min。通過本專利技術制備出的多孔陶瓷承燒板，收縮率在10～15％之間，氣孔率在45～56％之間。與傳統的制備方法相比，本專利技術使用了相轉化成型的方式，大大增加了氣孔率，特別是大量垂直貫通的氣孔，陶瓷承燒板的強度和壽命大大提高；另外，本專利技術成型更為方便，使用不銹鋼板條在玻璃板上進行粘合即可獲得所需大小、形狀及厚度的模具。實施例11.取一定量的氧化鋁粉體作為初始粉體放入坩堝中，并置入高溫爐本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種多孔陶瓷承燒板的制備方法，其特征在于其包括以下步驟：S1、制備陶瓷粉體；S2、制備漿料：以陶瓷粉體為基準按重量百分比在陶瓷粉體中加入1～2％的分散劑和48％～52％的溶劑進行球磨；球磨均勻后加入重量百分比為6～10％的粘結劑和造孔劑繼續球磨，得到漿料；S3、相轉化成型：將漿料置入模具中，并將模具連同漿料浸入水中進行相轉化成型，得到陶瓷坯體并在室溫下干燥；S4、熱壓燒結：對干燥后的陶瓷坯體進行熱壓燒結，制得具有垂直孔洞的多孔陶瓷承燒板。

【技術特征摘要】
1.一種多孔陶瓷承燒板的制備方法，其特征在于其包括以下步驟：S1、制備陶瓷粉體；S2、制備漿料：以陶瓷粉體為基準按重量百分比在陶瓷粉體中加入1～2％的分散劑和48％～52％的溶劑進行球磨；球磨均勻后加入重量百分比為6～10％的粘結劑和造孔劑繼續球磨，得到漿料；S3、相轉化成型：將漿料置入模具中，并將模具連同漿料浸入水中進行相轉化成型，得到陶瓷坯體并在室溫下干燥；S4、熱壓燒結：對干燥后的陶瓷坯體進行熱壓燒結，制得具有垂直孔洞的多孔陶瓷承燒板。2.按照權利要求1所述多孔陶瓷承燒板的制備方法，其特征在于：S1中陶瓷粉體的制備包括如下步驟：首先，將氧化鋁或氧化鋯或氧化鋁和氧化鋯的混合物作為初始粉體，然后將初始粉體進行高溫預處理，在高溫預處理過的粉體中加入酒精球磨，之后干燥得到處理后粉體。3.按照權利要求2所述多孔陶瓷承燒板的制備方法，其特征在于：所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：仲崇英，
申請(專利權)人：昆山艾可芬能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32