一种基于稻壳堇青石-莫来石多孔陶瓷的制备方法

摘要

本发明涉及一种基于稻壳堇青石‑莫来石多孔陶瓷制备方法，属于陶瓷科技材料技术领域。针对堇青石‑莫来石多孔陶瓷制备烧成温度高、制备过程复杂、弯曲强度低、热膨胀系数高的问题，本发明提供一种基于稻壳堇青石‑莫来石多孔陶瓷的制备方法。本发明用经酸处理的稻壳粉作为成孔剂，热解稻壳制备的二氧化硅为硅源，加入氧化铝和氧化镁为主原料，添加少量三氧化二钕为烧结剂，用一步法合成堇青石‑莫来石多孔陶瓷。稻壳中含有丰富的二氧化硅和碳，可作为硅源和成孔剂，添加三氧化二钕能显著降低堇青石‑莫来石的形成温度，对堇青石‑莫来石复相的形成有良好的促进作用，显著提高堇青石‑莫来石多孔陶瓷的力学强度。

主权项

一种基于稻壳堇青石‑莫来石多孔陶瓷制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取90~120g稻壳，加入200~300mL的10%盐酸溶液，保持温度在90~100℃水浴中，搅拌1~2h，过滤，得滤渣，用去离子水洗涤滤渣至中性，置入烘箱，保持温度120~150℃，持续烘干10~12h，取出粉碎，得稻壳粉，备用；（2）称取100~120g稻壳置入管式炉中，在氮气保护下，加热至400~500℃，热解5~8min，继续通入氮气，冷却至室温，得稻壳热解灰；（3）称取50~60g稻壳热解灰，置入不锈钢反应釜，加入350~480mL质量浓度为10%氢氧化钠溶液，保持温度在90~100℃水浴中，搅拌2~3h，过滤，去除滤渣，得硅酸钠溶液，将二氧化碳气体以1~2L/min通入溶液，加热溶液至沸腾2~3h，过滤，得胶体，用去离子水洗涤胶体3~5次，置入马弗炉中在800~900℃煅烧2~3h，得二氧化硅；（4）分别称取40~42g上述步骤（1）制备的稻壳粉，20~24g上述制备的二氧化硅，25~27g氧化铝粉，7~8g氧化镁粉，1~2g三氧化二钕，混合均匀，加入80~100mL质量分数为5%的聚乙烯醇，搅拌1~2h，置入模具中，以10MPa压力成型，置入150~180℃烘箱干燥，得堇青石‑莫来石多孔陶瓷粗坯；（5）取上述堇青石‑莫来石多孔陶瓷粗坯置入高温炉，保持温度在1380~1400℃下煅烧4~5h，随炉冷却得堇青石‑莫来石多孔陶瓷。