[发明专利]三维氧化铝纤维织物增强多孔莫来石陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种三维氧化铝纤维织物增强多孔莫来石陶瓷，所述多孔莫来石陶瓷是以多孔莫来石作为基体，以三维氧化铝纤维织物作为增强体，其特征在于：所述基体主要由多孔骨架和粘接相组成，所述多孔骨架主要由富硅莫来石溶胶转化得到的富硅莫来石粉中的莫来石组成，所述粘接相主要由富硅莫来石溶胶转化得到的富硅莫来石粉中的氧化硅组成。

2.根据权利要求1所述的三维氧化铝纤维织物增强多孔莫来石陶瓷，其特征在于：所述增强体是采用体积分数为38%～42%的三维氧化铝纤维织物。

3.根据权利要求1或2所述的三维氧化铝纤维织物增强多孔莫来石陶瓷，其特征在于：所述富硅莫来石粉是由固相含量为20%～25%的富硅莫来石溶胶转化得到。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述三维氧化铝纤维织物增强多孔莫来石陶瓷的制备方法，包括以下工艺步骤：

（1）富硅莫来石粉的制备：将铝溶胶和硅溶胶按比例共混后得到富硅莫来石溶胶，然后经高温转化得到富硅莫来石粉；

（2）陶瓷浆料制备：以步骤（1）制备得到的富硅莫来石粉为陶瓷原料、水为溶剂，配制陶瓷浆料，调节pH值；

（3）浆料浸渍热处理：以步骤（2）制备得到的陶瓷浆料为浸渍料，对三维氧化铝纤维织物进行真空浸渍，然后进行干燥，再经高温预烧结后，完成一次致密化过程；

（4）后续致密化：以所述富硅莫来石溶胶为先驱体，对步骤（3）中制备得到的多孔莫来石陶瓷粗坯进行真空浸渍，然后进行凝胶化，再经高温陶瓷化后，重复本步骤2～4次，制得三维氧化铝纤维织物增强多孔莫来石陶瓷半成品；

（5）后续热处理：对步骤（4）中制备的三维氧化铝纤维织物增强多孔莫来石陶瓷半成品进行后续热处理，制得三维氧化铝纤维织物增强多孔莫来石陶瓷。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，富硅莫来石溶胶含有质量比为1∶2～1∶1的Al₂O₃和SiO₂，所述高温转化的温度控制为1000℃～1200℃，气氛为空气。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，陶瓷浆料的固含量控制为40%～50%，pH值为3～5。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，真空浸渍时间控制为1h～3h；干燥是指将真空浸渍后的三维氧化铝纤维织物放入烘箱中，升温至90℃～110℃，保温6h～10h；所述高温预烧结是指将干燥后的三维氧化铝纤维织物放入裂解炉中，在空气气氛下以5℃/min～10℃/min的升温速率升温至800℃～1000℃，保温1h～2h，然后随炉冷却至室温取出。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，真空浸渍的时间控制为6h～8h，所述凝胶化采用烘箱干燥的方式完成，烘箱干燥是指将经真空浸渍后的多孔莫来石陶瓷粗坯放置烘箱中，以2℃/min～4℃/min的升温速率升温至180℃～200℃，保温1h～3h，然后随炉冷却至室温取出；所述高温陶瓷化是采用高温裂解的方式完成，即将凝胶化后的多孔莫来石陶瓷粗坯放入裂解炉中，在空气气氛下以5℃/min～10℃/min的升温速率升至800℃～1000℃，保温0.5h～1.5h，随炉冷却至室温取出。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，后续热处理采用高温裂解的方式完成，即将所述三维氧化铝纤维织物增强多孔莫来石陶瓷半成品放入裂解炉中，在空气气氛下以10℃/min～15℃/min的升温速率升至1200℃～1300℃，保温1h～2h，随炉冷却至室温取出。