静电场与模具共同诱导冷冻干燥技术制备多孔陶瓷的方法

摘要

本发明公开的一种静电场与模具共同诱导冷冻干燥技术制备多孔陶瓷的方法，取陶瓷粉末加入极性溶液，混合均匀得到陶瓷浆料；将陶瓷浆料注入底面为多孔板、侧面为绝缘材料的模具中，该模具置于温度梯度和静电场共同作用、且温度梯度方向和静电场方向一致的环境中冷冻，陶瓷浆料完全冷冻后，取出，置于真空环境中干燥升华，得到多孔陶瓷材料预制体；将该预制体在1250℃～1500℃的温度下烧结，制得孔呈定向排列的多孔陶瓷材料。本发明方法通过诱导模具、温度梯度和静电场共同控制极性溶液结晶体的直径、密度和排列方式，制备适用于固体氧化物燃料电池的陶瓷材料。

主权项

一种静电场与模具共同诱导冷冻干燥技术制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，具体按以下步骤进行：步骤1：取粒径为0.1μm～50μm的陶瓷粉末加入极性溶液中，均匀混合，得到固相体积含量为30％～70％的陶瓷浆料；步骤2：根据所需制备多孔陶瓷的孔径和孔密度，取由高分子材料制成的具有相应孔径和孔密度的多孔板，再取绝缘材料板，用多孔板做底面、绝缘材料做侧面，制成诱导模具，所述需制备多孔陶瓷的孔径为5μm～100μm、孔密度为1×104～1×106个/cm2，选用多孔板相应的孔径为3μm～98μm、孔密度为1×104～1×106个/cm2，所述的多孔板，其材料为PTFE聚四氟乙烯、PVF聚偏二氟乙烯、PCTFE聚三氟氯乙烯、PE或PS中的一种，将步骤1制得的陶瓷浆料注入诱导模具，并置于温度梯度和静电场共同作用的环境中冷冻，根据所需孔排列方式，控制温度梯度与静电场的大小和方向的组合，所述孔排列方式为一维定向排列，控制温度梯度方向与静电场方向一致，温度梯度为0.1℃/cm～10℃/cm、电场强度为0.1kV/m～10kV/m，所述的温度梯度：是指冷源温度和环境温度之差与两温度距离的比值，方向由冷源温度指向环境温度；步骤3：陶瓷浆料完全冷冻后，取出，置于真空环境中干燥，除去结晶体，得到多孔陶瓷材料预制体；步骤4：将上步得到的多孔陶瓷材料预制体在1250℃～1500℃的温度烧结，即制得多孔陶瓷材料。