[发明专利]一种高孔隙率定向孔结构多孔莫来石材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高孔隙率定向孔结构多孔莫来石材料，其特征是：多孔莫来石材料：原料组成比例为每100g煤矸石加入0-72.88gAl₂O₃粉末，控制原料中Al₂O₃的质量分数为50-72%；制备的莫来石孔隙为定向孔道结构。

2.根据权利要求1所述的一种高孔隙率定向孔结构多孔莫来石材料，其特征是：所述的莫来石孔道的孔隙率在60%~83%之间。

3.权利要求1所述的一种高孔隙率定向孔结构多孔莫来石材料的制备方法，其特征是：多孔莫来石的制备方法：包括浆料的制备，浆料的定向冷冻，冷冻坯体的低温低压干燥和生坯的烧结；

具体工艺步骤如下：

（1）将煤矸石和Al₂O₃粉末按照每100g煤矸石加入0-72.88gAl₂O₃粉末的比例在酒精介质中球磨混合均匀，并干燥；

（2）配制两种溶液：Ⅰ）叔丁醇+0.5-2.0wt.%聚乙烯醇缩丁醛+0.2-1.0wt.%硬脂酸；其中：叔丁醇作溶剂，聚乙烯醇缩丁醛作粘结剂，硬脂酸作分散剂；Ⅱ）水+2-4wt.%聚乙烯醇+0.5-2.0wt.%一水合柠檬酸；其中：水作溶剂，PVA作粘结剂，一水合柠檬酸作分散剂；

（3）将步骤（1）中混合干燥好的粉末加入到两种不同的溶液中，粉末和溶液按照体积比1:10到1:4混合，以100-200r/min室温搅拌2小时，混合均匀，配制成浆料；

（4）将混合好的浆料倒入塑料模具中，将模具放到实心铜柱上，铜柱用-196~-80℃的液氮+干冰降温，通过干冰调节液氮的温度，液氮浸没铜柱底部10-20mm处，将盛装浆料的模具放在铜柱上保持5-10分钟，直到浆料全部凝固成坯体；在定向冷冻过程中，塑料模具的外面包覆一层绝热材料；

（5）将凝固的坯体放到真空干燥机里，在-30~-2℃，2~20Pa的环境中保持18~48小时，使凝固的固体溶剂升华，对坯体干燥；所述的凝固的固体溶剂为水和叔丁醇；

（6）将坯体放入管式炉中，以2~10℃/min的升温速率升温至1300~1500℃保温2~4小时，其中在200~400℃保温0.5~2.0小时，以达到对叔丁醇、聚乙烯醇缩丁醛有机物的分解，整个烧结过程在空气气氛中，标准大气压下完成，不需要保护性气体，烧结完成后随炉冷却后取出样品，即得到多孔莫来石陶瓷材料。