[发明专利]一种氧化铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法

说明书

一种氧化铝‑磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在开气孔率约为50%的氧化铝多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔氧化铝‑氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中；浸渍结束后，在60℃下干燥5小时，使得吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物加热升温到1150 ℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得氧化铝‑磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5 W/(m.K)。

技术领域

本发明提供的是一种氧化铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，属于陶瓷材料制备技术领域。

背景技术

氧化铝和磷酸铝都属于耐高温材料, 其中多孔氧化铝陶瓷可以作为高温保温材料。但是，如果多孔氧化铝陶瓷内存在较多的开气孔，则会严重影响其保温性能。因此，目前常用的方法是在氧化铝陶瓷内添加一些能产生闭气孔的助剂，如SiC等，从而降低导热系数。磷酸铝也是一种高熔点的材料，使用温度可接近1400 ℃，也具有耐高温的性能。因此，可以在多孔氧化铝陶瓷中引入磷酸铝，并用适当的技术把开气孔堵起来，增加闭气孔率，进而降低其导热系数，且不影响氧化铝在1400 ℃以下的高温环境下使用。虽然用外加助剂的方法能产生部分闭气孔，降低导热系数，但导热系数的降低量毕竟有限。为了克服上述难题，本发明了提供了一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的氧化铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法。

发明内容

本发明技术提供一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的氧化铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其技术方案为：

一种氧化铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在开气孔率约为50%的氧化铝多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度在10-30微米之间，吸水率在30%-40%之间；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔氧化铝-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10-30分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为液体；（4）把干燥产物在大气气氛下以15 ℃/min的速度加热升温到300℃，再以6 ℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5 ℃/min的速度加热升温到1150 ℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得氧化铝-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5 W/(m.K)。

本技术发明的工作原理：

磷酸二氢铝的熔点较低，在150℃下能完全熔融为液态，且具有良好的流动性，把多孔氧化铝-氧化铝层状陶瓷浸渍到磷酸二氢铝的熔体中时，磷酸二氢铝就会吸附到多孔陶瓷内部和表面。在加热过程中，磷酸二氢铝分解为偏磷酸铝，偏磷酸铝的熔点较低，在800℃就会熔融为液态，把氧化铝层内部的气孔完全填充起来；继续加热，偏磷酸铝和氧化铝层反应生成磷酸铝，形成一层致密的磷酸铝层，从而导致氧化铝-磷酸铝层状陶瓷具有优良的保温性能。

本技术发明的优点:

1.本发明制备的氧化铝-磷酸层状陶瓷具有优良的保温性能，导热系数不高于0.5 W/(m.K)；

2. 本技术发明的工艺简单，无需复杂的工艺设备，成本低，能大批量生产。

具体实施方式

实施例1