[发明专利]一种超轻高强钙长石多孔陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种超轻高强钙长石多孔陶瓷，其特征在于，由包括以下的原料制备而成：碳酸钙、氧化铝和二氧化硅，其中，碳酸钙、氧化铝、二氧化硅按照摩尔比1:1:2用于合成钙长石；所述钙长石多孔陶瓷的总气孔率为89％-94％，体积密度为0.16g/cm³-0.30g/cm³，抗压强度为0.15MPa-1.36MPa，室温真空热导率为0.028W/(m·k)-0.058W/(m·k)；其中，体积密度采用煮沸法测量，总气孔率根据体积密度及理论密度计算得到，抗压强度采用万能试验机测定，室温真空热导率采用综合物性检测系统的TTO组件测定。

2.一种超轻高强钙长石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，将碳酸钙、氧化铝、二氧化硅按照摩尔比为1:1:2进行配料得到粉体，将粉体与去离子水、分散剂混合配制成浆料；

步骤S20，将所述浆料倒出，加入明胶和发泡剂并进行快速搅拌，获得泡沫浆料；

步骤S30，将所述泡沫浆料注入模具并置于冷冻室低温凝胶，脱模获得多孔凝胶体；

步骤S40，将所述多孔凝胶体进行真空冷冻干燥，获得多孔陶瓷坯体；

步骤S50，将所述干燥后的坯体置于马弗炉进行烧结，获得所述超轻高强钙长石多孔陶瓷。

3.根据权利要求2所述的超轻高强钙长石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S10中，所述碳酸钙的粒度为600-800nm，所述氧化铝的粒度为200-500nm，所述二氧化硅的粒度为4-10μm，且所述浆料的固含量为15-25vol％。

4.根据权利要求2所述的超轻高强钙长石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S10包括：

步骤S11，将碳酸钙、氧化铝、二氧化硅按照摩尔比1:1:2和特定固含量计算称量；

步骤S12，将所述称量好的粉体与一定量的分散剂和去离子水混合后，球磨17-24h得到所述浆料；

其中，所述分散剂为聚丙烯酸铵，占粉体总质量的0.5％-1.5％，并加入氨水10-20滴调节pH值以控制浆料的流动性。

5.根据权利要求2所述的超轻高强钙长石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括：

步骤S21，将所述的明胶加入去离子水中加热溶解；

步骤S22，将S10所述的浆料取出球料后置于容器中，并将溶解的明胶溶液加入到浆料中搅拌5-15分钟；

步骤S23，将发泡剂溶液加入到S22所述的浆料中并快速搅拌，获得泡沫浆料；

其中，在所述步骤S21中，所述明胶为固体总质量的8％，所述加热溶解温度为60℃-90℃；所述发泡剂溶液包括去离子水、十二烷基硫酸钠和十二醇，十二烷基硫酸钠为水的质量的0.025％，十二醇为水的质量的0.002％；所述发泡剂溶液在所述浆料中的含量为1g/L。

6.根据权利要求2所述的超轻高强钙长石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：

步骤S31，将S20所述泡沫浆料倒入模具，之后放入冷冻干燥机的冷阱内进行预冷冻30min-60min后脱模；

步骤S32，将S31所述脱模后的凝胶体在冷阱中继续冷冻9h-12h，获得多孔凝胶体；

其中，模具为纸质易拆卸，冷阱的温度为零下45℃-零下65℃。

7.根据权利要求2所述的超轻高强钙长石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S40具体包括：将S30所述的凝胶坯体置于真空冷冻干燥机干燥室内进行干燥处理，真空干燥时间为24h-30h，真空度为5Pa-10Pa。

8.根据权利要求2所述的超轻高强钙长石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S50包括：将干燥后的所述坯体放在马弗炉中烧结，在100℃、600℃保温1h，在最高温度保温5h，然后随炉冷却到室温得到所述超轻高强钙长石多孔陶瓷；其中升温速度为1℃/min，最高温度为1400℃-1520℃。

9.一种超轻高强钙长石多孔陶瓷，其特征在于，根据权利要求2至8任一项所述的超轻高强钙长石多孔陶瓷的制备方法制备得到。