具有储氧功能的堇青石基复合陶瓷的制备方法

摘要

本发明公开了一种具有储氧功能的堇青石复合陶瓷的制备方法。本材料可以采用粉末烧结和玻璃晶化等简便方法制备，通过严格控制烧结工艺，能够在堇青石基体之上形成稀土氧化物、氧化钛、氧化铁和氧化锆等氧化物颗粒，因此该材料具有实现三元催化必需的储氧功能(OSC)和一定的助催化功能，它能够改善有害成份CO、C-H和N_xO的催化转化效果。适于制备汽车尾气净化器的催化剂载体。用本技术制备的堇青石基复合陶瓷材料的孔隙率为30-50％、热膨胀系数1.5-3.5×10^-6/℃，弯曲强度为15-40MPa，储氧量最高为0.06mmol/g。

主权项

1、一种具有储氧功能的堇青石基复合陶瓷的制备方法，其特征在于，其制备步骤包括：(1)、非晶态粉末的制备：该粉末的原料中含有铝、镁、硅、镧、铈、铁、锆和钛的成份，按照原子比，铝∶镁∶硅＝(3-5)∶(1-3)∶(4-6)，镧、铈、铁、锆、钛的原子比为(0-7)∶(1-15)∶(0-7)∶(0-7)∶(0-7)，上述金属均分别以氧化物的形式加入，按照上述比例的铝、镁、硅的氧化物总质量与镧、铈、铁、锆、钛的氧化物的总质量的百分比为20-60∶40-80，按照上述的组份配料，在1600℃下熔化后，熔体淬火急冷，获得非晶态颗粒，放入球磨机球磨，获得非晶态粉末；(2)、晶态粉末的制备：将铝、镁、硅的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐以及氯化物无机盐，按照原子比，铝∶镁∶硅＝(3-5)∶(1-3)∶(46)的配比配料；放入球磨机球磨，获得晶态粉末；(3)、按照所述的非晶态粉末与所述晶态粉末的质量百分比比例为(10-60)∶(40-90)配料，装入球磨机球磨；(4)、固体成孔剂的加入量与晶态粉末、非晶态粉末总加入量的体积百分比为(10-50)∶(50-90)；固体成孔剂是碳、聚苯乙烯、聚氯乙烯或硬质PVC粉，固体成孔剂粒度为50-800微米；在氮气气氛保护下，将固体成孔剂、晶态粉末和非晶态粉末继续球磨，制成烧结陶瓷用的混合粉末原料；(5)将制备的混合粉末在20-70Mpa的压力下成形，烧结温度为900℃-1400℃，保温2-8小时，炉冷至室温，即制备出含有不同孔隙率的具有储氧功能的堇青石基复合陶瓷。