[发明专利]一种镁铝尖晶石海绵陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种镁铝尖晶石海绵陶瓷的制备方法，制备方法以Mg(OH)subgt;2/subgt;微粉为镁源、Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;微粉为硅源，水为溶剂、加入适量有机单体、交联剂和发泡剂，经搅拌发泡，搅拌发泡后所形成的气泡，被有机单体胶联后所形成的聚合物均匀固定坯体中，为原位镁铝尖晶石纤维的生长提供空间,同时有机聚合物高温裂解后所形成的碳，有助于提供镁铝尖晶石合成所需还原气氛；随着反应的进行，镁铝尖晶石纤维大量生成且相互交联得到三维镁铝尖晶石海绵陶瓷。该方法简单易行，对设备要求简单，便于大规模工业化生产，所制备的镁铝尖晶石海绵陶瓷，密度低、弹性好、热导率低，在航空热密封、工业窑炉热防护、催化和过滤等工业领域的具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种镁铝尖晶石海绵陶瓷的制备方法。

背景技术

MgAl₂0₄（镁铝尖晶石）是由MgO和Al₂O₃组成的复合矿物,其理论化学组成为：MgO28.33%，Al₂0₃ 71.67%；它具有高熔点(2135 ℃)、高温力学强度优异、化学温度性和抗热震性良好、介电常数小和介电损耗低等一些重要性能MgAl₂0₄；该材料除了在冶金工业、化工等行业应用外，它还是一种优异的透波材料。

海绵陶瓷由中国科学家率领的研究团队成功开发出一种超轻质新型陶瓷材料，不仅具备传统陶瓷材料耐高温、隔热好等优点，而且如同海绵一样富有柔性和弹性，有望应用于航空航天、电子信息等领域；清华大学伍晖课题组研究人员提出了一种通过吹塑和随后煅烧的方法大规模制备高压缩性、耐高温SiO₂-Al₂O₃复合陶瓷海绵的简便方法，该材料不仅具有超低的密度（10 mg/ cm³）、极低的热导率（~0.034W•m^-1•K^-1）还具有高压缩抗疲劳性，这项研究¹¤作发表在《Nature Communications》上。

目前关于海绵陶瓷的研究主要集中在莫来石和氧化钛等，关于MgAl₂0₄研究报道尚无；MgAl₂0₄海绵陶瓷将兼具隔热和透波两种优异的性能，在隔热透波应用极具优势，如导弹天线罩内衬、微波烧结炉隔热材料等。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种镁铝尖晶石海绵陶瓷的制备方法。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种镁铝尖晶石海绵陶瓷的制备方法，其特征在于：制备方法以Mg(OH)₂微粉为镁源、Al₂O₃微粉为硅源，水为溶剂、加入适量有机单体、交联剂和发泡剂，经搅拌发泡，搅拌发泡后所形成的气泡，被有机单体胶联后所形成的聚合物均匀固定坯体中，为原位镁铝尖晶石纤维的生长提供空间,同时有机聚合物高温裂解后所形成的碳，有助于提供镁铝尖晶石合成所需还原气氛；随着反应的进行，镁铝尖晶石纤维大量生成且相互交联得到三维镁铝尖晶石海绵陶瓷；具体步骤如下：

1）物料混合：

将Mg(OH)₂微粉、Al₂O₃微粉、水、分散剂、有机单体和交联剂按一定比例放入行星式球磨机中球磨混合均匀得到稳定的浆料；

2）搅拌发泡：

将步骤1）得到的浆料，加入发泡剂、引发剂和催化剂，用搅拌机搅拌1.5 h，得到发泡浆料；

3）凝胶注模：