[发明专利]一种新型叠层多孔陶瓷的制备工艺

权利要求书

1.一种制备叠层多孔陶瓷的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将粘结剂、烧结助剂、发泡剂、聚乙二醇、第一陶瓷粉料添加入中球磨搅拌，得稳定的第一水基浆料；

（2）将粘结剂、烧结助剂、发泡剂、聚乙二醇、第二陶瓷粉料添加入中球磨搅拌，得稳定的第二水基浆料，所述第一陶瓷粉料和所述第二陶瓷粉料的成分相同，为Si₃N₄，第一水基浆料和第二水基浆料中的烧结助剂在成分或比例上改变；

（3）将第一水基浆料浇注于吸水性模具内，使浆料铺满模具底部，形成第一层，静置成型后，将第二水基浆料注入所述模具中，形成第二层；

（4）将所述模具及其中的浆料整体移至真空干燥箱中，在恒温条件下抽真空保压，直至坯体成型；恒温的温度为0～80℃，真空压力为5～90kPa，保压时间是6～48小时；

（5）将成型的坯体脱模取出，脱粘结剂、烧结，即得叠层多孔陶瓷，所获得的叠层多孔陶瓷为由第一层和第二层组成的具有不同气孔率和/或孔径的材料，通过调控烧结助剂的比例和/或种类控制第一层的气孔率和孔径，通过改变发泡剂含量和真空度大小可以调控第二层的气孔率和孔径；其中第一层是具有较低气孔率的致密层，气孔率为30～60%，孔径为0.1～5μm，第二层是具有较高气孔率的疏松层，气孔率为70～95%，孔径为0.1～500μm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤（1）和/或步骤（2）中，烧结助剂为Y₂O₃、Al₂O₃、Yb₂O₃、Lu₂O₃、Sm₂O₃、SiO₂、Nd₂O₃、Eu₂O₃中的至少一种；

步骤（1）和/或步骤（2）中，所述粘结剂为水溶性粘结剂异丁烯马来酸酐共聚物Isobam、聚乙烯醇、聚乙二醇、其它水溶性异丁烯类聚合物中的至少一种；

步骤（1）和/或步骤（2）中，所述发泡剂为没食子酸正丙酯。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

步骤（1）中，烧结助剂、粘结剂、发泡剂、聚乙二醇、陶瓷粉料与水之间的比例为（0.2～25）：（0.05～10）：（0～10）：（0.05～10）：（10～250）：100；

步骤（2）中，烧结助剂、粘结剂、发泡剂、聚乙二醇、陶瓷粉料与水之间的比例为（0.2～25）：（0.05～10）：（0.1～10）：（0.05～10）：（10～250）：100。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述吸水性模具为石膏模具，所述石膏模具为整体石膏模具或者为单块或部分石膏模具的组合；或者所述吸水性模具为吸水性模具与非吸水性模具的组合。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（5）中，脱粘结剂是在空气条件下，以0.2～5℃/分钟的升温速率升温至400～800℃，保温0.5～5小时。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（5）中，烧结是在惰性气氛条件下，以1～10℃/分钟升至1500～1950℃，保温1～12小时，惰性气氛的压力为0.1～5 MPa。