多孔氧化锆陶瓷的设备制作方法与制作流程

本技术公开了一种多孔氧化锆陶瓷的制备方法，先将氧化锆和氧化钇按重量配比混合均匀制备混合料；然后制备聚丙烯醇水溶液和氯化铵水溶液：将所得混合料和溶液一起放入球

磨机中进行球磨；向球磨后的浆料中加入粘结剂、淀粉溶液、表面活性剂，继续球磨

30min；之后加入10％的氯化铵水溶液，高速下球磨3min，迅速倒入模具中成型；将模具和模具中的浆料放入烘箱中进行发泡；然后放入冷冻箱中冷冻，形成凝胶；将凝胶样品进行脱模，经干燥后烧结，得到多孔氧化锆陶瓷。本技术用磷酸锌作为粘结剂，提高了粘结强度，降低了污染，得到的多孔氧化锆陶瓷孔隙率高，孔径均匀，提高了多孔氧化锆陶瓷的性能。

权利要求书

1.一种多孔氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备氧化锆混合料：首先将氧化锆粉末和氧化钇粉末按照重量配比混合均匀；

(2)制备聚丙烯醇水溶液：将聚丙烯醇与去离子水按照一定比例混合，配制聚氯丙烯醇水溶液；

(3)制备氯化铵水溶液：用分析纯氯化铵与去离子水配制成质量分数为15％的氯化铵水溶液；

(4)制备浆料：将步骤(1)-(3)所得混合料和溶液一起放入球磨机中，再放入刚玉球，球磨3h，得到浆料；

(5)向球磨后的浆料中加入粘结剂，并加入质量分数为3％的淀粉溶液，同时加入表面活性剂，然后继续球磨30mi n；之后加入一定量质量分数为10％的氯化铵水溶液，然后在高速下球磨3mi n，之后迅速倒入模具中成型；

(6)将模具和模具中的浆料放入烘箱中进行发泡；然后将模具和模具中的浆料放入冷冻箱中

冷冻8h，冷冻的温度为零下15度，在冷冻过程中形成凝胶；

(7)将凝胶样品进行脱模，然后将凝胶样品放入乙醇水溶液中10h；

(8)将凝胶样品从乙醇溶液中取出，经干燥后在氩气氛保护下进行烧结3h，烧结后自然冷却至室温，得到多孔氧化锆陶瓷。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述氧化锆粉末和氧化钇粉末的重量比为20:1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)将聚丙烯醇与去离子水按照一定比例混合后，于70摄氏度下超声分散1h，配制成质量分数为10％的聚丙烯醇水溶液。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(5)所述粘结剂为磷酸锌粘结剂，该磷酸锌粘结剂的加入量为步骤(1)氧化锆混合料质量的2-6％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(5)所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸钠的加入量为步骤(1)氧化锆混合料质量的2-4％。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(5)所述氯化铵水溶液的加入量为步骤(1)氧化锆混合料质量的3-5％。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)烘箱温度为90℃，发泡时间为2h。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(8)干燥的温度为120℃，干燥的时间为12h，所述的烧结温度为1600℃。

技术说明书

一种多孔氧化锆陶瓷的制备方法

技术领域

本技术涉及多孔陶瓷技术领域，具体涉及一种多孔氧化锆陶瓷的制备方法。

背景技术

多孔陶瓷由于兼有良好的机械性能、化学和热稳定性，作为一种绿色材料其过滤性能广泛应用。氧化锆材料具有优良的物理、化学性能，用氧化锆材料制作多孔材料能够兼具良好

的机械性能、化学和热稳定性以及选择透氧性。

多孔陶瓷的制备方法有多种，比如：添加造孔剂法，有机泡沫法和发泡法。

添加造孔剂法是利用有机造孔剂在高温下燃尽或者挥发而在陶瓷体中留下孔隙，这种方法工艺简单，孔隙率可调节，但孔隙率低，制备过程中会排放污染物。

有机泡沫法是利用有机泡沫所具有的开孔三维网状骨架的特殊结构，将制备好的浆料均匀地涂敷在有机泡沫网状体上，干燥后烧掉有机泡沫体而获得一种网眼多孔陶瓷。该方法制备过程中有机体的强度和弹性对多孔材料的结构和性能有很大影响，同时易产生残留体和有毒气体，对环境造成污染。

发泡法制备的多孔陶瓷孔隙率一般可以大于70％，发泡法一般会添加一些有机物，在陶瓷浆料发泡后固化浆料，这些有机会都会在烧结时燃烧或挥发，污染环境。

上述方法均存在孔隙率不高，排放污染物的问题。

技术内容

本技术旨在提供一种多孔氧化锆陶瓷的制备方法，用磷酸锌作为粘结剂，增强了粘结剂与氧化锆陶瓷的适应性，提高了粘结强度，而且降低了污染，用淀粉做造孔剂，得到的多孔氧化锆陶瓷孔隙率高，可以达到80％以上，孔径均匀，没有明显的特大孔，以中孔为主，提高了多孔氧化锆陶瓷的性能。

本技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本技术提出的一种多孔氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备氧化锆混合料：首先将氧化锆粉末和氧化钇粉末按照重量配比混合均匀；

(2)制备聚丙烯醇水溶液：将聚丙烯醇与去离子水按照一定比例混合，配制聚氯丙烯醇水溶液；

(3)制备氯化铵水溶液：用分析纯氯化铵与去离子水配制成质量分数为15％的氯化铵水溶液；

(4)制备浆料：将步骤(1)-(3)所得混合料和溶液一起放入球磨机中，再放入刚玉球，球磨3h，得到浆料；

(5)向球磨后的浆料中加入粘结剂，并加入质量分数为3％的淀粉溶液，同时加入表面活性剂，然后继续球磨30min；之后加入一定量质量分数为10％的氯化铵水溶液，然后在高速下球磨3min，之后迅速倒入模具中成型；

(6)将模具和模具中的浆料放入烘箱中进行发泡；然后将模具和模具中的浆料放入冷冻箱中冷冻8h，冷冻的温度为零下15度，在冷冻过程中形成凝胶；

(7)将凝胶样品进行脱模，然后将凝胶样品放入乙醇水溶液中10h；

(8)将凝胶样品从乙醇溶液中取出，经干燥后在氩气氛保护下进行烧结3h，烧结后自然冷却至室温，得到多孔氧化锆陶瓷。