[发明专利]一种增强超轻泡沫陶瓷坯体强度的方法

摘要

本发明开发了一种利用聚乙烯醇冷冻解冻增强超轻泡沫陶瓷坯体强度的方法，该方法包括如下步骤：将陶瓷浆料进行球磨分散，加入表面疏水化修饰剂和聚乙烯醇，将浆料的pH值调节至合适的范围，然后对浆料进行机械搅拌发泡得到颗粒稳定泡沫浆料，将所得泡沫浆料进行冷冻解冻得到泡沫凝胶。待泡沫凝胶干燥后直接进行烧结。本方法可以获得气孔率在92～98％之间的超轻干燥陶瓷泡沫坯体(以下简称泡沫坯体)。经过聚乙烯醇冷冻解冻增强后，所获得的超轻泡沫坯体强度得到明显提高，保证其在运输过程中不会被破坏。进一步的，本发明制备的泡沫坯体具有很好的可加工性，可先对其进行切割、雕刻等机械加工后再烧结，降低了泡沫陶瓷的加工成本。

主权项

1.一种增强超轻泡沫陶瓷坯体强度的方法，其特征在于，以常用陶瓷或蓝晶石为粉体原料，利用聚乙烯醇冷冻解冻形成微结晶对泡沫陶瓷坯体进行增强工艺得到高强、超轻泡沫陶瓷坯体，并通过烧结最终制备了微观结构均匀完整的泡沫陶瓷；具体步骤如下：/n(1)以常用陶瓷或蓝晶石中的一种粉体制成陶瓷浆料；/n(2)将质量分数为15～60％的陶瓷浆料进行球磨分散；/n(3)在球磨后的浆料中加入陶瓷粉体疏水化修饰剂和聚乙烯醇，并将浆料的pH值调节至合适的范围；/n(4)通过机械搅拌对浆料进行发泡得到颗粒稳定泡沫；/n(5)将发泡后所得泡沫浆料，立刻在-10℃下冷冻12～24h，然后在0～10℃范围内解冻3～12h，重复该冷冻解冻过程1～5次；得到泡沫陶瓷坯体；干燥泡沫坯体气孔率介于92～98％；/n(6)待陶瓷泡沫坯体干燥后在烧结温度为1400～1900℃下进行烧结，冷却后得到微观结构均匀完整的泡沫陶瓷；所制备的泡沫陶瓷孔径分布在30～200μm；/n所述步骤1中陶瓷浆料为氧化铝、氧化锆、蓝晶石、氮化硅或者碳化硅中的一种粉体制成；/n所述陶瓷粉体为氧化铝、氧化锆、蓝晶石时，粉体疏水化修饰剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸，疏水化修饰剂添加量为陶瓷浆料质量的0.01～0.5wt％；聚乙烯醇添加量为陶瓷浆料质量的0.5～1.5wt％；陶瓷浆料pH调节为4.0～6.5；上述疏水化修饰剂对相应的陶瓷粉体进行原位修饰，提高疏水性，从而制备稳定的泡沫；/n所述陶瓷粉体为氮化硅或者碳化硅时，陶瓷粉体疏水化修饰剂为十二烷基氯化铵或者十六烷基氯化铵，添加量为陶瓷浆料质量的0.02～0.3wt％；聚乙烯醇添加量为陶瓷浆料质量的0.3～1.2wt％；陶瓷浆料的pH调节至9.0～11.5之间；上述疏水化修饰剂对相应的陶瓷粉体进行原位修饰，提高疏水性，从而制备稳定的泡沫。/n