丝网印刷结合刮刀技术制备多孔陶瓷的方法

摘要

本发明公开的利用丝网印刷结合刮刀技术制备一维定向连通或三维连通多孔陶瓷支架的方法，采用刮刀技术制备厚度可调的陶瓷生坯，并在陶瓷生坯表面通过丝网印刷出尺寸可控的有机条纹，然后把带有有机物条纹的生坯按一定顺序热压成型，再经烧结去除有机物相，可以制得规则排列的小孔径多孔陶瓷支架，通孔率为100％。而且该方法工艺简单，制备的支架具有比表面积高，外形美观的特点，可广泛用于过滤材料、催化剂载体、燃料电池支架等。

主权项

一种利用丝网印刷结合刮刀技术制备多孔陶瓷的方法，其特征在于包括以下步骤，a)配制丝网印刷浆料，首先取乙基纤维素加入玛瑙研钵中行星球磨5～8小时，获得粒径较小的粉末，然后取松油醇加入1～10wt％的乙基纤维素在玛瑙研钵中充分研磨，使乙基纤维素均匀分散于松油醇中，在空气中静置72小时以上获得稳定的乙基纤维素的松油醇溶液；选用粒径为2～10μm的有机物粉与配好的乙基纤维素的松油醇溶液按重量比3∶1球磨混合，制备得有机物丝网印刷浆料，经真空除气，筛分后备用；b)按体积百分比配制陶瓷浆料，选用粒径为0.1～10μm的陶瓷粉40‑60％，聚乙烯缩丁醛溶液或聚乙烯醇溶液10～30％，乙醇或丙醇10～50％混合，滚式球磨制备陶瓷浆料，经真空除气，筛分后备用；c)将上述制得的陶瓷浆料利用刮刀法制成厚度为50～200μm的生坯，在50～100℃温度下干燥10～20小时后备用；d)利用丝网印刷工艺将步骤a)中制得的丝网印刷浆料印刷在干燥好的陶瓷生坯表面，通过选择不同孔径的丝网，制得厚度为10～50μm，宽度为30～300μm的有机物条纹；e)将带有有机物条纹的陶瓷生坯按以下顺序叠层：i.需要形成一维定向排列连通的孔，将带有有机物条纹的陶瓷生坯m层进行叠层，叠层过程中使生坯表面的有机物条纹按一个方向排列，得到有机物条纹一维定向排列于层状体中；其中，m＝1，2，…；ii.需要形成三维连通排列的孔，将带有有机物条纹的陶瓷生坯m层，按照条纹的方向进行十字交叉叠层，使每一层中的有机物条纹与其上下两层中的有机物条纹都垂直相交，得到有机物条纹交叉排列分布于层状体中；其中，m＝1，2，…；f)将步骤e)中制备的两种层状体在10‑30Mpa，100‑200℃热压；g)在温度为1200～2000℃下大气烧结2～4小时，去除有机物，即制得步骤e)中步骤(i)对应的孔呈一维定向排列连通的多孔陶瓷或步骤(ii)对应的孔呈三维连通排列的多孔陶瓷。