[发明专利]一种蛋白土制备堇青石陶瓷的方法

说明书

本发明涉及一种蛋白土制备堇青石陶瓷的方法，包括以下步骤：（1）按照改性蛋白土：氧化铝：氧化镁：烧结助剂的重量比55:30:14:1的比例，原料放入玛瑙球磨罐中，用行星球磨机以300rpm球磨3h，得到混合均匀的粉料；（2）然后加入粉料10wt%的粘结剂，然后加入去离子水，调配成固含量为50%的陶瓷浆料；（3）后将制成的膏体塞入模具中，采用压力机模干压成型，其成型压力为20ΜPa，保压2 min将粉料压制成型，然后自然干燥24h，得陶瓷坯料；（4）将陶瓷坯料烧结，即得堇青石陶瓷。本发明的烧结助剂采用滑石、长石、高岭土、氧化铈和钛白粉，并且其进行除杂和烧结处理，使得得到的烧结助剂具有优良的性能，能够有效的降低堇青石陶瓷的烧结温度，提高机械强度，降低热膨胀系数。

技术领域

本发明涉及一种蛋白土制备堇青石陶瓷的方法，属于无机陶瓷材料领域。

背景技术

堇青石陶瓷具有较高强度、优异的化学稳定性和低的热膨胀,可作为汽车尾气处理器载体的首选材料。人工合成堇青石粉体是堇青石制品原料的主要来源。利用天然矿物材料，如滑石、高岭土、蒙脱石等为原料合成堇青石陶瓷工艺及其性能的研究受到广泛关注。高纯度氧化物合成堇青石是利用高纯度的MgO、SiO₂和A1₂O₃通过高温固相合成反应进行制备堇青石，也是最传统的制备方法。这种方法具有产物纯度高，合成转化率高等特点。天然矿物合成堇青石具有原料来源广，成本低，便于工业化生产等特点。通过在这种方法可以使用的原料有滑石、硅藻土、长石和高岭土等。申请公布号CN102584191A，发明名称：用蛇纹石尾矿制制备堇青石陶瓷的方法，采蛇纹石尾矿和高岭土尾矿为主要原料，同时加入少量的工艺氧化铝，通过球磨、压制成型、干燥和烧结工艺，制备出堇青石陶瓷材料。该发明不仅解决了尾矿大量堆积对环境的污染问题，而且能使产品降低原料成本，制备过程简单，易于控制，并且烧结温度低，适合于工业化生产。但是该方法制备的堇青石的气孔率低、强度低、热膨胀系数高。

发明内容

本发明提供了一种蛋白土制备堇青石陶瓷的方法，解决了现有堇青石陶瓷气孔率低、强度低和热膨胀系数高等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种蛋白土制备堇青石陶瓷的方法，包括以下步骤：

(1)按照改性蛋白土：氧化铝：氧化镁：烧结助剂的重量比55:30:14:1的比例，原料放入玛瑙球磨罐中，用行星球磨机以300rpm球磨3h，得到混合均匀的粉料；

(2)然后加入粉料10wt％的粘结剂，然后加入去离子水，调配固含量为50％的陶瓷浆料；

(3)后将制成的膏体塞入模具中，采用压力机模干压成型，其成型压力为20ΜPa，保压2min将粉料压制成型，然后自然干燥24h，得陶瓷坯料；

(4)将陶瓷坯料烧结，即得堇青石陶瓷。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的烧结助剂，按照重量份计，包括30-40份滑石、20-30份长石、20-30份高岭土、1份氧化铈、3-5份钛白粉。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的改性蛋白土的制备方法为称取一定量蛋白土600℃焙烧2h后，按照液固比为3∶1加入浓度为40％硫酸，搅拌均匀，100℃，反应2h，然后用水冲洗至无硫酸，干燥。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的烧结为以1℃/min的速率缓慢升温至300℃，保温2小时，然后以2℃/min，升温至800℃，保温2小时，5℃/min升至1350℃保温4小时烧结，然后随炉冷却。