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
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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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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