[发明专利]微米粒径的多孔氯化钠及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔材料，特别是一种多孔氯化钠及其制备方法。

背景技术

多孔金属、陶瓷及聚合物的制备需要相应的多孔预制型，将金属、陶瓷或聚合物渗入多孔预制型，凝固或固化后去除预制型，即得到多孔材料。多孔氯化钠是常用的多孔预制型，成本低廉，容易去除，但目前出现的氯化钠粒径是毫米尺度，因此只能制备毫米孔径的多孔材料。英国剑桥大学的研究表明：若在孔隙率为50～90％的范围内，将孔径由毫米级减小到微米级，那么根据性能随孔径的变化规律，多孔材料的许多性能将提高一个数量级，而制造成本和生产效率变化不大。目前多孔氯化钠的烧结时间过长，效率不高，如美国麻省理工学院的典型烧结时间为24小时，因此有必要降低烧结时间，提高生产效率。

发明内容

为了克服现有技术粒径是毫米尺度，且烧结时间过长，效率不高的不足，本发明提供一种微米粒径的多孔氯化钠，粒径只有微米尺度，制备成本低廉，制作方法简便，可靠性高，使用寿命长，应用范围广，综合性能优异。

本发明还提供涉及该多孔氯化钠的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：按质量比由粒径50微米～100微米的氯化钠粗粉60～75％，粒径小于10微米的氯化钠微粉15～25％，粒径小于10微米的氯化钾微粉10～15％组成。

所述多孔氯化钠的制备方法包括以下步骤：

第一步、将粒径50微米～100微米的氯化钠粗粉、粒径小于10微米的氯化钠微粉和粒径小于10微米的氯化钾微粉分别按照质量比60～75％、15～25％和10～15％装入球磨机中混料，于混8～10小时。

第二步、再加入添加剂在30～50吨压力下成型，干压成型时所加的添加剂占上述原料的质量比为：聚乙烯醇0.3～1％，丙三醇0.3～1％，蒸馏水3～10％。

第三步、随后将成型体进行干燥和烧结，干燥和烧结工艺为：干燥升温速率10℃/min～20℃/min，干燥温度100℃～120℃，保温时间30min，烧结升温速率3～5℃/min，在烧结温度740～780℃下烧结1～2小时，然后冷却，冷却速率为20℃/min～30℃/min，冷却至室温。采用这样的干燥烧结工艺，制备的多孔氯化钠没有变形和裂纹。

本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比，除了成本低廉，制作方法简便，可靠性高，使用寿命长，应用范围广外，突出的特点是氯化钠的粒径小于100微米，而国内外的粒径范围在毫米尺度。各种原料的颗粒尺寸均小于100微米，确保了烧结后的多孔氯化钠的粒径为微米尺度；以氯化钠粗粉为主材，通过调节氯化钠粗粉和氯化钠微粉的配比，有效控制多孔氯化钠的孔隙率；用氯化钾作助烧剂，降低了烧结温度，提高了烧成后多孔氯化钠的强度，将美国麻省理工学院研制的烧结时间24小时缩短为4小时。采用本发明微米粒径的多孔氯化钠制造微米孔径的多孔金属，包括多孔铝、多孔镁、多孔锌、多孔铜等，其阻尼、隔音、过滤等性能远优于传统的毫米孔径的多孔金属；用于制造微米孔径的多孔陶瓷，包括聚合物转化成的多孔碳化硅等，可广泛用于能源、环保、化工、冶金、铸造等行业，具有很好的社会和经济效益。

下面结合实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

对原材料的化学成分要求如下：

材料名称          指标

氯化钠粗粉        NaCl≥99％

氯化钠微粉        NaCl≥99％

氯化钾微粉        KCl≥99％

聚乙烯醇          PVA≥90％

丙三醇            C3H8O3≥98.5％

实施例1

本发明所述的多孔氯化钠按质量比由粒径50微米～100微米的氯化钠粗粉60％，粒径小于10微米的氯化钠微粉25％，粒径小于10微米的氯化钾微粉15％组成。

制备方法包括以下步骤：

第一步、将上述的氯化钠粗粉，氯化钠微粉与氯化钾微粉装入球磨机中混料，干混8小时。

第二步、再加入添加剂在30吨压力下成型，干压成型时所加的添加剂占上述原料的质量比为：聚乙烯醇0.5％，丙三醇0.5％，蒸馏水5％。

第三步、随后将成型体进行干燥和烧结，干燥和烧结工艺为：干燥升温速率10℃/min，干燥温度100℃，保温时间30min，烧结升温速率5℃/min，在烧结温度740℃下烧结2小时，然后冷却，冷却速率为20℃/min，冷却至室温。采用这样的干燥烧结工艺，制备的多孔氯化钠没有变形和裂纹。