首页 / 专利库 / 酿酒 / 果皮 / 多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法

多孔空心碗形粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法

阅读:206发布:2023-02-26

专利汇可以提供多孔空心碗形粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种多孔空心碗形 氧 化 铝 粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,属于无机材料制备领域。利用以空心碗形 碳 粉体为模板,将该空心碗形碳分散于一定浓度的铝盐溶液中,常温下搅拌一定时间使铝离子渗透入碳碗,进行清洗并干燥;将干燥后的粉末转移至炉中 煅烧 ,在保护气氛中升温到、保温;不进行降温操作,直接打开 法兰 ,通入空气,继续升温、保温,进行二次煅烧,降温,得到多孔空心碗形氧化铝粉末;将多孔空心碗形氧化铝粉末、 烧结 助剂按比例混合制备混合粉末:将混合粉末与粘结剂按照比例混合,制备 喂料 ;将喂料采用注射成形技术制备出成型坯体;将成型坯体置于 脱脂 炉以一定升温速度升 温度 、保温进行脱脂;将脱脂坯在以一定速度升温烧结,保温后,制得多孔氧化铝陶瓷制品。,下面是多孔空心碗形粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种多孔空心碗形粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于制备步骤如下:
1).制备质空心碗形碳粉体;
2).将该空心碗形碳分散于一定浓度的铝盐溶液中,常温下搅拌一定时间使铝离子渗透入碳碗,进行清洗并干燥;
3).将干燥后的粉末转移至炉中煅烧,在保护气氛中升温到一定温度,保温一定时间;
4).不进行降温操作,直接打开法兰,通入空气,继续升温到一定温度,再保温一段时间,进行二次煅烧,降温,得到多孔空心碗形氧化铝粉末;
5).制备混合粉末:将多孔空心碗形氧化铝粉末、烧结助剂按一定比例混合,干燥过筛得到混合粉末
6).制备喂料:将混合粉末与粘结剂按照一定比例混合,制备喂料;
7).注射成形:将喂料采用注射成形技术制备出成型坯体;
8).脱脂:将成型坯体置于脱脂炉以一定升温速度升至一定温度,保温一段时间进行脱脂;
9).将脱脂坯在以一定速度升温至一定温度进行烧结,保温一段时间后,制得多孔氧化铝陶瓷制品。
2.如权利要求1所述一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于步骤1)所述水热碳质空心碗形碳粉体的制备步骤为:
a、原料:包括碳源、溶剂、软模板剂;碳源为生物原料和废料;生物原料包括苹果、梨、葡萄、桃子、荔枝、甘蔗,生物废料包括吃剩的苹果核、梨核以及它们的果皮,还包括葡萄果皮、甘蔗渣、以及无法供人食用的腐坏的苹果、梨、葡萄、桃子、荔枝、甘蔗;软模板剂由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂共同形成,溶剂为去离子水;
b、对生物原料或废料榨汁,过滤,洗涤,最终得到清澈的汁液;
c、配置前驱液:将两种表面活性剂分别溶于去离子水中,形成溶液,然后与生物原料或废料汁液混合,并搅拌均匀;
d、水热碳化:将该上述混合溶液放入水热反应釜保温,保温温度为50-250℃,保温时间为0.5-80小时;
e、取出反应釜,冷却至室温后,打开容器,倒出沉淀,用水和酒精反复洗涤多次,得到产物。
3.如权利要求1所述一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于步骤2)中所述铝盐包括硝酸铝、氯化铝、醋酸铝、硫酸铝、酸铝以及它们的水合物,取其中的一种或多种作为原料;溶剂包括水、乙醇、丙、甲醇、甲酰胺、四氢呋喃中的一种或多种。
4.如权利要求1所述一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于步骤3)所述保温温度为50-500℃,保温时间为0.5-30小时。
5.如权利要求1所述一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于步骤4)所述保温温度为400-800℃,保温时间为0.5-30小时。
6.如权利要求1所述一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于步骤5)所述结助剂与多孔空心碗形氧化铝粉末的比例为0.1%-20%,所述烧结助剂包括氧化镧、氧化钇、氧化铈、氟化中的一种或多种。
7.如权利要求1所述一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于步骤6)所述粘结剂成分质量份数为:石蜡6-8重量份、聚乙烯1-2重量份、聚丙烯1-
3重量份、硬脂酸0.5-1.5重量份;混合粉末和粘结剂的比例范围为1-1.5:1。
8.如权利要求1所述一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于步骤8)所述升温速度的范围为1.5-2℃/min;保温温度为400-600℃;保温时间2-
3h。
9.如权利要求1所述一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于步骤9)所述升温速度的范围为2-4℃/min;保温温度为1000-1700℃;保温时间1-
10h。

说明书全文

多孔空心碗形粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于无机材料制备技术领域,具体涉及一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法。

背景技术

[0002] 多孔陶瓷是一种材料内部含有大量孔洞(彼此相通或闭合气孔)的无机非金属材料,可利用其较高的表面积和材质本身等特点,应用于各个领域,具有广阔的发展前景。氧化铝多孔陶瓷是多孔陶瓷材料中尤为重要的一种材料,它不仅具备氧化铝高硬度、耐高温、耐腐蚀、高的电绝缘性与低的介电损耗等特点,以及材料体内较高的比表面积,而且成本低廉、生产工艺简单、具有较高的性价比,因此广泛应用于气体和液体过滤净化分离、化工催化载体、生物植入材料、吸声减震和传感器材料等众多领域,并且应用领域迅速拓宽,市场需求量也日益增大,前景非常广阔。随着多孔陶瓷制备技术的不断进步,多孔氧化铝陶瓷材料的应用日益广泛,同时也对其性能提出了更高的要求。不同的制备方法各有其局限性,制备出的多孔氧化铝陶瓷的结构和性能不尽相同,不同形貌和尺寸的原料粉体也会对陶瓷的孔结构产生较大影响,因此,扩宽多孔氧化铝陶瓷制备方法势在必行。
[0003] 基于上述考虑,利用专利(201910032940.1)所描述的方法制备质空心碗材料,然后以空心碗碳材料为模板,以铝盐为铝源,在液相介质中,使铝离子渗透入碳碗,经煅烧,得到一种多孔空心碗形氧化铝材料,并以其为原料采用注射成形工艺制备多孔氧化铝陶瓷。

发明内容

[0004] 本发明目的是制备一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料,并将其采用注射成形工艺制作多孔氧化铝陶瓷。
[0005] 一种多孔空心碗形氧化铝粉体材料及氧化铝陶瓷的制备方法,其特征在于制备步骤如下:
[0006] 1).制备水热碳质空心碗形碳粉体;
[0007] 2).将该空心碗形碳分散于一定浓度的铝盐溶液中,常温下搅拌一定时间使铝离子渗透入碳碗,进行清洗并干燥;
[0008] 3).将干燥后的粉末转移至炉中煅烧,在保护气氛中升温到一定温度,保温一定时间;
[0009] 4).不进行降温操作,直接打开法兰,通入空气,继续升温到一定温度,再保温一段时间,进行二次煅烧,降温,得到多孔空心碗形氧化铝粉末;
[0010] 5).制备混合粉末:将多孔空心碗形氧化铝粉末、烧结助剂按一定比例混合,干燥过筛得到混合粉末
[0011] 6).制备喂料:将混合粉末与粘结剂按照一定比例混合,制备喂料;
[0012] 7).注射成形:将喂料采用注射成形技术制备出成型坯体;
[0013] 8).脱脂:将成型坯体置于脱脂炉以一定升温速度升至一定温度,保温一段时间进行脱脂;
[0014] 9).将脱脂坯在以一定速度升温至一定温度进行烧结,保温一段时间后,制得多孔氧化铝陶瓷制品。
[0015] 进一步地,步骤1)所述水热碳质空心碗形碳粉体的制备步骤为:
[0016] a、原料:包括碳源、溶剂、软模板剂;碳源为生物原料和废料;生物原料包括苹果、梨、葡萄、桃子、荔枝、甘蔗,生物废料包括吃剩的苹果核、梨核以及它们的果皮,还包括葡萄果皮、甘蔗渣、以及无法供人食用的腐坏的苹果、梨、葡萄、桃子、荔枝、甘蔗等;软模板剂由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂共同形成,溶剂为去离子水;
[0017] b、对生物原料或废料榨汁,过滤,洗涤,最终得到清澈的汁液;
[0018] c、配置前驱液:将两种表面活性剂分别溶于去离子水中,形成溶液,然后与生物原料或废料汁液混合,并搅拌均匀;
[0019] d、水热碳化:将该上述混合溶液放入水热反应釜保温,保温温度为50-250℃,保温时间为0.5-80小时;
[0020] e、取出反应釜,冷却至室温后,打开容器,倒出沉淀,用水和酒精反复洗涤多次,得到产物。
[0021] 进一步地,步骤2)中所述铝盐包括硝酸铝、氯化铝、醋酸铝、硫酸铝、酸铝等以及它们的水合物,取其中的一种或多种作为原料;溶剂包括水、乙醇、丙、甲醇、甲酰胺、四氢呋喃等中的一种或多种。
[0022] 进一步地,步骤3)所述保温温度为50-500℃,保温时间为0.5-30小时。
[0023] 进一步地,步骤4)所述保温温度为400-800℃,保温时间为0.5-30小时。
[0024] 进一步地,步骤5)所述烧结助剂与多孔空心碗形氧化铝粉末的比例为0.1%-20%,所述烧结助剂包括氧化镧、氧化钇、氧化铈、氟化中的一种或多种。
[0025] 进一步地,步骤6)所述粘结剂成分质量份数为:石蜡6-8重量份、聚乙烯1-2重量份、聚丙烯1-3重量份、硬脂酸0.5-1.5重量份;混合粉末和粘结剂的比例范围为1-1.5:1。
[0026] 进一步地,步骤8)所述升温速度的范围为1.5-2℃/min;保温温度为400-600℃;保温时间2-3h。
[0027] 进一步地,步骤9)所述升温速度的范围为2-4℃/min;保温温度为1000-1700℃;保温时间1-10h。
[0028] 本发明所得材料为一种氧化铝质的空心碗形结构的颗粒,该材料继承了碳模板的形貌,内部为空心结构,呈凹陷碗状,具有高分散性,粒径分布窄,粒径大小均匀可控,碗形结构有利于调控粉体的振实密度,进而调节多孔氧化铝陶瓷的孔隙率和孔结构。
[0029] 所得材料为一种孔隙结构可控的多孔氧化铝陶瓷,该材料以多孔空心碗形氧化铝粉体为原料,通过调控原料粉体内腔的尺寸和形状,辅助以烧结助剂和烧结工艺,达到调节陶瓷孔隙率和孔结构的目的。

具体实施方式

[0030] 实施例1
[0031] 将含有5g无水葡萄糖的24g去离子水溶液,3g油酸钠溶液(2mmol/L),3g的P123溶液(0.125mmol/L)混合均匀,转移至50ml的聚四氟乙烯内衬的不锈水热罐中,拧紧盖子后,将水热罐放入160℃烘箱中,保温12h后取出空冷,用无水乙醇洗涤沉淀、干燥,多批次制作后备用;将5g碳碗分散于3mol/L的硝酸铝水溶液中,搅拌一定时间,清洗并干燥,将干燥后的粉末转移至管式炉中煅烧,在氮气气氛中升温到350℃保温2h,打开法兰,接入空气,继续升温,升温至600℃,保温2h,得到多孔碗形氧化铝材料,降温后收集粉末,多批次制作后备用;称取多孔碗形氧化铝材料200g、烧结助剂氧化钇10g在酒精中球磨混合,干燥过筛得到混合粉末,按照石蜡6重量份、聚乙烯1重量份、聚丙烯2重量份、硬脂酸1重量份制备105g粘结剂,然后将混合粉末和粘结剂混合制备喂料,将喂料破碎,利用注射机进行成型,制备成型坯体,然后再将成型坯体置于脱脂炉中以2℃/min升至500℃进行脱脂,将脱脂坯放于坩埚中,转移至高温炉中,以4℃/min升至1500℃进行烧结,保温8h得到多孔氧化铝陶瓷制品。
[0032] 实施例2
[0033] 将含有5g果糖的24g去离子水溶液,3g油酸钠溶液(2mmol/L),3g的P123溶液(0.125mmol/L)混合均匀,转移至50ml的聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热罐中,拧紧盖子后,将水热罐放入130℃烘箱中,保温12h后取出空冷,用无水乙醇洗涤沉淀、干燥、多批次制作后备用;将5g碳碗分散于3mol/L的硝酸铝水溶液中,搅拌一定时间,清洗并干燥,将干燥后的粉末转移至管式炉中煅烧,在氮气气氛中升温到320℃保温3h,打开法兰,接入空气,继续升温,升温至650℃,保温3h,得到多孔碗形氧化铝材料,降温后收集粉末,多批次制作后备用;称取多孔碗形氧化铝材料400g、烧结助剂氧化钇30g在酒精中球磨混合,干燥过筛得到混合粉末,按照石蜡7重量份、聚乙烯1.5重量份、聚丙烯2.5重量份、硬脂酸1重量份制备105g粘结剂,然后将混合粉末和粘结剂混合制备喂料,将喂料破碎,利用注射机进行成型,然后再将成型坯体置于脱脂炉中以2℃/min升至500℃进行脱脂,将脱脂坯放于坩埚中,转移至高温炉中,以3℃/min升至1500℃进行烧结,保温8h得到多孔氧化铝陶瓷制品。
相关专利内容
标题 发布/更新时间 阅读量
无果皮的菠菜种子 2020-05-12 445
一种太阳能自动果皮箱 2020-05-13 301
弹簧刀头式削果皮装置 2020-05-13 922
果肉果皮分离机 2020-05-11 836
新型去果皮工具 2020-05-11 223
荔枝果皮环切机 2020-05-11 555
手推式果皮箱 2020-05-12 950
果皮箱 2020-05-12 479
果皮箱 2020-05-12 538
果皮箱 2020-05-12 485
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈