离心冷冻干燥技术制备梯度多孔陶瓷的方法

摘要

本发明公开了一种离心冷冻干燥技术制备梯度多孔陶瓷的方法，首先将陶瓷粉末、蒸馏水、分散剂和粘接剂配制成陶瓷浆料，注入模具后离心旋转并定向冷冻，再经低压干燥和烧结得到孔隙率呈连续梯度变化的多孔陶瓷。本发明方法制备梯度多孔陶瓷，呈“内疏外密”的仿生结构，孔隙率由内向外为连续梯度变化，具有残余应力小、力学性能和稳定性好的优点，可广泛应用于过滤材料、催化剂载体、减震材料、燃料电池、人工骨替代材料和药物释放载体等领域。

主权项

离心冷冻干燥技术制备梯度多孔陶瓷的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1：按体积百分比分别取陶瓷粉末10％～40％，蒸馏水90％～60％，上述组分体积百分比之和为100％；步骤2：将陶瓷粉末加入蒸馏水中，均匀混合，得到体积浓度为10％～40％的陶瓷悬浊液；步骤3：按质量百分比分别取步骤2所得陶瓷悬浊液97％～88％，分散剂2％～8％，粘接剂1％～4％，上述组分质量百分比之和为100％；步骤4：将步骤3取得的分散剂和粘接剂加入陶瓷悬浊液中，均匀混合，得到陶瓷浆料；步骤5：将步骤4得到的陶瓷浆料注入底面为传热材料、侧面为保温材料的圆柱形模具中，然后将注入浆料的模具在离心机上以500rpm～3500rpm离心旋转1h～12h，然后将模具底部浸入‑120℃～‑30℃的液态冷源中并保持离心旋转；步骤6：陶瓷浆料完全冷冻后取出，置于压强为0～600Pa环境中低压干燥，得到梯度多孔陶瓷预制体；步骤7：将步骤6得到的梯度多孔陶瓷预制体在1250℃～1700℃的温度烧结，即制得梯度多孔陶瓷；步骤5中液态冷源为与冷源接触的低熔点液体，为甲醇、乙醇、液氮与甲醇混合液体、液氮与乙醇混合液体中的一种。