CN108299018A - 一种钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种钛酸铝‑磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）钛酸铝多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔钛酸铝‑氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物在加热升温到1150℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得钛酸铝‑磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5 W/(m.K)。

Description

一种钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法
技术领域
本发明提供的是一种钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，属于陶瓷材料制备技术领域。
背景技术
钛酸铝和磷酸铝都属于耐高温材料, 其中多孔钛酸铝陶瓷可以作为高温保温材料。但是，如果多孔钛酸铝陶瓷内存在较多的开气孔，则会严重影响其保温性能。因此，目前常用的方法是在钛酸铝陶瓷内添加一些能产生闭气孔的助剂，如SiC等，从而降低导热系数。磷酸铝也是一种高熔点的材料，使用温度可接近1400 ℃，也具有耐高温的性能。因此，可以在多孔钛酸铝陶瓷中引入磷酸铝，并用适当的技术把开气孔堵起来，增加闭气孔率，进而降低其导热系数，且不影响钛酸铝在1400 ℃以下的高温环境下使用。虽然用外加助剂的方法能产生部分闭气孔，降低导热系数，但导热系数的降低量毕竟有限。为了克服上述难题，本发明了提供了一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法。
发明内容
本发明技术提供一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉的钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其技术方案为：
一种钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在开气孔率为50%的钛酸铝多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度在10-30微米之间，吸水率在30%-40%之间；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔钛酸铝-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10-30分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物在大气气氛下以15 ℃/min的速度加热升温到300℃，再以6 ℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5 ℃/min的速度加热升温到1150 ℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5 W/(m.K)。
本技术发明的工作原理：
磷酸二氢铝的熔点较低，在150℃下能完全熔融为液态，且具有良好的流动性，把多孔钛酸铝-氧化铝层状陶瓷浸渍到磷酸二氢铝的熔体中时，磷酸二氢铝就会吸附到多孔陶瓷内部和表面。在加热过程中，磷酸二氢铝分解为偏磷酸铝，偏磷酸铝的熔点较低，在800℃就会熔融为液态，把氧化铝层内部的气孔完全填充起来；继续加热，偏磷酸铝和氧化铝层反应生成磷酸铝，形成一层致密的磷酸铝层，从而导致钛酸铝-磷酸铝层状陶瓷具有优良的保温性能。
本技术发明的优点:
1.本发明制备的钛酸铝-磷酸层状陶瓷具有优良的保温性能，导热系数不高于0.5 W/(m.K)；
2. 本技术发明的工艺简单，无需复杂的工艺设备，成本低，能大批量生产。
具体实施方式
实施例1
在开气孔率为50%的钛酸铝多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度约10微米，吸水率约为30%；把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态，把预先制备的多孔钛酸铝-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；把干燥产物在大气气氛下以15 ℃/min的速度加热升温到300 ℃，再以6 ℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5 ℃/min的速度加热升温到1150 ℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数为0.47 W/(m.K)。
实施例2
在开气孔率为50%的钛酸铝多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度约20微米，吸水率约40%；把磷酸二氢铝加热到150℃，并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；把预先制备的多孔钛酸铝-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持20分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；把干燥产物在大气气氛下以15 ℃/min的速度加热升温到300 ℃，再以6 ℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5 ℃/min的速度加热升温到1150 ℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数约0.45 W/(m.K)。
实施例3
在开气孔率约为50%的钛酸铝多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度约30微米，吸水率约40%；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；把预先制备的多孔钛酸铝-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持30分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；把干燥产物在大气气氛下以15 ℃/min的速度加热升温到300 ℃，再以6℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5 ℃/min的速度加热升温到1150 ℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数约0.43 W/(m.K)。

Claims (1)

1.一种钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）在开气孔率为50%的钛酸铝多孔陶瓷的表面涂覆、烧结一层氧化铝层，氧化铝层的厚度在10-30微米之间，吸水率在30%-40%之间；（2）把磷酸二氢铝加热到150℃并使磷酸二氢铝完全熔融为液态；（3）把预先制备的多孔钛酸铝-氧化铝层状陶瓷浸渍到熔融的磷酸二氢铝中，并保持10-30分钟；浸渍结束后，在60℃下保温5小时，使吸附到多孔层状陶瓷内部和表面的熔融磷酸二氢铝凝固为固体；（4）把干燥产物在大气气氛下以15 ℃/min的速度加热升温到300℃，再以6 ℃/min的速度加热升温到800℃并保温2小时，然后以5 ℃/min的速度加热升温到1150 ℃并保温2个小时，最后随炉自然冷却到室温，即制得钛酸铝-磷酸铝层状保温陶瓷，其导热系数不高于0.5 W/(m.K)。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1443147A (zh) * 2000-05-19 2003-09-17 英属哥伦比亚大学 化学制备粘接复合氢氧化物陶瓷的方法
CN105948794A (zh) * 2016-05-04 2016-09-21 山东理工大学 一种轻质多孔磷酸铝-钛酸钙陶瓷球的制备方法
CN107311696A (zh) * 2017-06-28 2017-11-03 常州武城服饰有限公司 一种多孔石英陶瓷的防水处理方法

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