一种高孔隙率及高强度钇硅氧多孔陶瓷的制备方法

摘要

本发明涉及多孔陶瓷材料领域，具体为一种通过发泡注凝工艺制备高孔隙率和高强度的钇硅氧多孔陶瓷材料的方法。该方法以氧化钇和氧化硅混合粉末作为原料，水为分散介质，选用聚乙烯亚胺或柠檬酸铵为分散剂，以丙烯酰胺或N-羟甲基丙烯酰胺为单体，再加入交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌后加入发泡剂十二烷基硫酸钠、起皮抑制剂聚氧化乙烯、催化剂N,N,N′,N′-四甲基乙二胺和引发剂过硫酸铵，接着进行注模凝固。脱模之后先在室温下干燥24～48小时，然后在60～90℃下干燥24～36小时，最后在1500～1550℃下进行1.5～2.5小时的高温反应烧结，最终制备出γ-Y₂Si₂O₇多孔陶瓷。本发明可制备出具有多层次孔结构并且孔隙率可控的高孔隙率(75～85%)和高强度(3～8MPa)的γ-Y₂Si₂O₇多孔陶瓷材料。

主权项

一种高孔隙率及高强度钇硅氧多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，钇硅氧陶瓷材料为γ‑Y₂Si₂O₇多孔陶瓷，具体步骤如下：1）浆料的配制：按质量份数计，以Y₂O₃和SiO₂摩尔比1：2的混合粉末80～120份、去离子水30～50份、有机单体4～8份、分散剂0.5～1.5份、交联剂N,N '‑亚甲基双丙烯酰胺0.3～0.9份为原料，进行混合，然后搅拌1～4小时，形成浆料；2）按质量份数计，向所述浆料中加入发泡剂十二烷基硫酸钠0.5～1.5份，搅拌进行发泡15～30分钟，接着加入起皮抑制剂0.5～1.5份、催化剂N,N,N ',N '‑四甲基乙二胺2～6份和引发剂过硫酸铵1～5份，搅拌20～60秒后立刻注模，脱模后形成坯体；3）将坯体在室温下干燥24～48小时，然后在烘箱中60～90℃干燥24～36小时，最后在空气中1500～1550℃下进行高温反应烧结，烧除有机物凝胶，便可获得兼具宏观孔和微米孔多层次孔结构的γ‑Y₂Si₂O₇多孔陶瓷材料，强度3～8MPa；γ‑Y₂Si₂O₇多孔陶瓷材料的孔隙率范围为75～85%，宏观孔均匀分布，孔径范围为80～300μm，宏观孔的孔壁具有微米孔，孔径范围为0.1～2μm；Y₂O₃和SiO₂的混合粉末的粒度尺寸范围为0.1～3.5μm。