CN113307653B - 一种发泡陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种发泡陶瓷，该发泡陶瓷包括多个发泡陶瓷粒，发泡陶瓷粒包括蜂窝状的闭气孔，发泡陶瓷具有开气孔，开气孔由多个发泡陶瓷粒的颗粒间缝隙构成。本申请提供的发泡陶瓷热稳定性高，耐火性能好，具有较高的安全性能。本申请还提供了一种发泡陶瓷的制备方法，该制备方法烧成周期短，烧结成本低并且操作简便，易于实现工业化生产。

Description

一种发泡陶瓷及其制备方法
技术领域
本申请涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种发泡陶瓷及其制备方法。
背景技术
发泡陶瓷是一种新型陶瓷材料，其内部具有大量的封闭气泡，因此具有轻质、隔音、保温等优点；发泡陶瓷多采用矿石尾矿、陶瓷废渣等作为基料，有利于解决固废污染的问题，具有广阔的应用前景。
然而现有的发泡陶瓷存在着热稳定性差、耐火极限低的问题，当发泡陶瓷表面受到高温加热时容易发生炸裂，降低了发泡陶瓷的安全性能；并且现有的发泡陶瓷烧结周期长，生产的产能低且能耗高，不利于发泡陶瓷的推广。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供了一种发泡陶瓷，该发泡陶瓷热稳定性高，耐火性能好，具有较高的安全性能。本申请还提供了一种发泡陶瓷的制备方法，该制备方法烧成周期短，烧结成本低并且操作简便，易于实现工业化生产。
本申请第一方面提供了一种发泡陶瓷，所述发泡陶瓷包括多个发泡陶瓷粒；所述发泡陶瓷粒包括蜂窝状的闭气孔；所述发泡陶瓷具有开气孔，所述开气孔由所述多个发泡陶瓷粒的颗粒间缝隙构成。
本申请中，发泡陶瓷粒中的闭气孔具有保温、隔音的功能，可以使发泡陶瓷具有轻质、隔音、隔热的作用；多个发泡陶瓷粒之间为点接触或面接触，多个发泡陶瓷粒之间的孔隙形成发泡陶瓷的开气孔，该开气孔可以降低发泡陶瓷受热时闭气孔中气体的膨胀压力，从而提高发泡陶瓷的热稳定性和抗热震性能，使发泡陶瓷具有较高的耐火极限。
可选地，所述发泡陶瓷粒的平均粒径为0.4mm-5mm。
可选地，所述发泡陶瓷的开口气孔率为2%-25%。
可选地，所述发泡陶瓷的闭口气孔率为50%-80%。
可选地，所述发泡陶瓷的总气孔率为52%-85%。
可选地，所述开气孔的平均孔径为0.1mm-5mm。
可选地，所述闭气孔的平均孔径为0.01mm-0.5mm。
可选地，所述发泡陶瓷的密度为400kg/m3-1200kg/m3。
本申请第一方面提供的发泡陶瓷，通过特定的孔结构（开气孔和闭气孔的排布、孔径和孔隙率的范围）能够实现发泡陶瓷良好的热稳定性，使发泡陶瓷具有较高的耐火极限，从而提高发泡陶瓷的安全性能。
本申请第二方面提供了一种发泡陶瓷的制备方法，包括：
将以下质量百分含量的组分混合后经第一造粒得到第一粉料：
第一陶瓷坯料：99%-99.9%；
第一分散剂：0.1%-1.0%；
将以下质量百分含量的组分混合后经第二造粒得到第二粉料：
第二陶瓷坯料：60%-95%；
第二分散剂：0.1%-1.0%；
发泡剂：0.1%-5.0%；
促熔剂：4.8%-39.8%；
将所述第一粉料与所述第二粉料混合后得到第三粉料，将所述第三粉料烧结后得到所述发泡陶瓷。
可选地，所述第一粉料与所述第二粉料的质量比为1:(1-3)。
可选地，所述第一粉料的粒径为20μm-200μm；
可选地，所述第二粉料的粒径为0.4mm-5mm。
可选地，所述第一粉料的粒径大于所述第二粉料的粒径。
可选地，所述第一粉料的始熔温度大于所述第二粉料的发泡温度；所述烧结的最高温度大于所述第二粉料的发泡温度且小于所述第一粉料的始熔温度。
可选地，所述第一粉料的始熔温度大于或等于1200℃。
可选地，所述第二粉料的发泡温度为1070℃-1110℃。
可选地，所述烧结的最高温度为1070℃-1200℃。
可选地，所述烧结的烧结时间为18h-30h。
可选地，所述第一陶瓷坯料包括粘土、尾矿、粉煤灰、石英或氧化铝中的一种或多种。
可选地，所述第二陶瓷坯料包括粘土、尾矿、粉煤灰、石英、氧化钙、氧化铝、长石或硅灰石中的一种或多种。
可选地，所述第一分散剂包括硅酸钠、二乙酸钠、碳酸钠或聚丙烯酰胺中的一种或多种。
可选地，所述第二分散剂包括硅酸钠、二乙酸钠、碳酸钠或聚丙烯酰胺中的一种或多种。
可选地，所述发泡剂包括三氧化二铁、碳化硅、碳、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、碳酸钙、硫酸铝或二氧化锰中的一种或多种。
可选地，所述促熔剂包括滑石、氧化钙、长石、硅灰石或粉煤灰中的一种或多种。
本申请第二方面提供的发泡陶瓷的制备方法生产周期短，降低了能耗，并且操作简便，适合工业化量产。
附图说明
图1为本申请一实施方式提供的第三粉料的结构示意图；
图2为本申请另一实施方式提供的第三粉料的结构示意图；
图3为本申请一实施方式提供的隧道窑的结构示意图；
图4为本申请实施例1提供的发泡陶瓷的形貌图；
图5为本申请实施例1提供的发泡陶瓷粒的形貌图；
图6为本申请对比例1提供的普通发泡陶瓷灼烧10s时的产品状态图；
图7为本申请实施例2提供的发泡陶瓷灼烧过程中的产品状态图，其中，图7中(a)为实施例2发泡陶瓷被灼烧1分钟时的产品状态图；图7中(b)为实施例2发泡陶瓷被灼烧10分钟时的产品状态图；图7中(c)为实施例2发泡陶瓷被灼烧10分钟后冷却的产品状态图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
发泡陶瓷由于内部具有大量的封闭气孔，因此具有轻质、隔热、保温的优点。然而当发泡陶瓷表面受到高温加热时，封闭气孔内的气体发生膨胀，气体膨胀达到极限时发泡陶瓷容易炸裂，因此发泡陶瓷的耐火极限低，不利于发泡陶瓷的安全性能。为提高发泡陶瓷的热稳定性和耐火极限，本申请提供了一种发泡陶瓷，该发泡陶瓷具有特殊的孔结构，从而显著地提高了发泡陶瓷的耐火性能，并且该结构的发泡陶瓷烧结时间短，烧结成本低，有利于发泡陶瓷的推广使用。
本申请中，发泡陶瓷包括多个发泡陶瓷粒，其中，发泡陶瓷粒为发泡陶瓷原料经烧结后形成的颗粒，发泡陶瓷粒内部为正常发泡形成的蜂窝状的闭气孔；发泡陶瓷粒之间部分粘连，多个发泡陶瓷粒堆积形成发泡陶瓷，多个发泡陶瓷粒之间堆积形成的缝隙构成发泡陶瓷的开气孔，其中，开气孔指的是发泡陶瓷中与外界相连通的气孔。本申请中，发泡陶瓷中的开气孔能够缓解发泡陶瓷受热时封闭气孔内的气体膨胀压力，从而增强发泡陶瓷的防爆性能，并且开气孔是由发泡陶瓷颗粒间的缝隙构成，从而保证开气孔均匀地分布在发泡陶瓷中，使发泡陶瓷具有较高的结构稳定性，并且该气孔有利于缩短发泡陶瓷制备过程中的退火时间，从而加快生产周期，提高产能。
本申请实施方式中，发泡陶瓷粒的平均粒径为0.4mm-5.0mm。发泡陶瓷粒的粒径具体可以但不限于为0.4mm、0.5mm、0.7mm、1mm、2mm、4mm或5mm。本申请中，发泡陶瓷粒的粒径会影响开气孔的孔径大小，控制发泡陶瓷粒的粒径在上述范围时，可以保证发泡陶瓷粒之间堆积的缝隙能有效地缓解闭气孔气体膨胀的冲击力，并且发泡陶瓷具有较高的结构强度和隔音隔热性能。
本申请实施方式中，发泡陶瓷的开口气孔率为2%-25%，发泡陶瓷的开口气孔率具体可以但不限于为2%、4%、8%、10%、15%、20%或25%，其中，开口气孔率指的是开气孔的气孔率，开口气孔率是由阿基米德法测试得到的。本申请中，发泡陶瓷的开口气孔率会影响发泡陶瓷的耐火性能和结构强度，开口气孔率过高时，发泡陶瓷的抗压性能较弱，结构强度低，而开口气孔率过低时，发泡陶瓷的耐火性能差，当开口气孔率在上述范围时，发泡陶瓷能够同时具有较高的热稳定性和结构强度。
本申请中，发泡陶瓷的闭口气孔率是由陶瓷的真密度和开口气孔率计算得到的。本申请实施方式中，发泡陶瓷的闭口气孔率为50%-80%。发泡陶瓷的闭口气孔率具体可以但不限于为50%、60%、70%、75%或80%。控制发泡陶瓷闭气孔率在上述范围时，发泡陶瓷能够具有良好的保温、隔音的功能。本申请实施方式中，发泡陶瓷的总气孔率为52%-85%。发泡陶瓷的总气孔率具体可以但不限于为52%、55%、60%、70%、75%或85%。本申请实施方式中，发泡陶瓷的开口气孔率与闭孔气孔率的比值为1:(1.5-8)。发泡陶瓷的开口气孔率与闭孔气孔率的比值具体可以但不限于为1:1.5、1:2、1:4、1:6或1:8。
本申请实施方式中，开气孔的平均孔径为0.1mm-5mm。本申请一些实施方式中，开气孔的平均孔径为0.2mm-3mm。开气孔的孔径具体可以但不限于为0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1mm、3mm或5mm，其中，开气孔的孔径指的是开气孔的平均孔径。开气孔的孔径在上述范围时，发泡陶瓷可以同时具有良好的耐火性能和保温性能。本申请实施方式中，闭气孔的平均孔径为0.01mm-0.5mm。本申请一些实施方式中，闭气孔的平均孔径为0.05mm-0.5mm。闭气孔的孔径具体可以但不限于为0.01mm、0.03mm、0.05mm、0.07mm、0.1mm、0.2mm或0.5mm，其中，闭气孔的孔径指的是闭气孔的平均孔径。
本申请中，发泡陶瓷的组分可以是现有的发泡陶瓷的组分。本申请一些实施方式中，发泡陶瓷包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、氧化锰、氧化锂、氧化钛和碳化硅中的一种或多种。本申请一些实施方式中，发泡陶瓷包括以下质量百分含量的各组分：二氧化硅：60-70%；三氧化二铝：15-20%；氧化铁：0.2-2.0%；氧化钙：0.2-3.0%；氧化镁：0.5-2.0%；氧化钾：2.0-5.0%；氧化钠：2.0-6.0%；氧化锰：0.1-1.0%；氧化锂：0.1-1.0%；氧化钛：0.1-1.0%；碳化硅：0.3-1.0%。
本申请的发泡陶瓷因为具有一定量的开气孔，故较常规产品具有更高的热导率，热量传递更快，当发泡陶瓷受热时可以有效地将热量散发，从而提高发泡陶瓷的耐火性能。本申请实施方式中，发泡陶瓷的密度为400kg/m3-1200kg/m3。发泡陶瓷的密度具体可以但不限于为400kg/m3、500kg/m3、800kg/m3、1000kg/m3或1200kg/m3。本申请的发泡陶瓷气孔率较高，产品密度较低，从而实现轻质的发泡陶瓷。
本申请提供的发泡陶瓷中，封闭气孔位于发泡陶瓷粒内部，发泡陶瓷粒之间的缝隙能够降低封闭气孔内气体受热膨胀的压力，从而使发泡陶瓷具有良好的耐火性能。该发泡陶瓷通过结构设置即可提高发泡陶瓷的耐火性能，不需要额外添加功能性材料或涂覆耐火涂层，降低了发泡陶瓷的生产成本，有利于产业化推广。
本申请还提供了上述发泡陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
步骤100：将以下质量百分含量的组分混合后经第一造粒得到第一粉料：
第一陶瓷坯料：99%-99.9%；
第一分散剂：0.1%-1.0%；
步骤200：将以下质量百分含量的组分混合后经第二造粒得到第二粉料：
第二陶瓷坯料：60%-95%；
第二分散剂：0.1%-1.0%；
发泡剂：0.1%-5.0%；
促熔剂：4.8%-39.8%；
步骤300：将第一粉料与第二粉料混合后得到第三粉料，将第三粉料烧结后得到发泡陶瓷。
本申请步骤100中，第一陶瓷坯料包括粘土、尾矿、粉煤灰、石英或氧化铝中的一种或多种。本申请一些实施方式中，第一陶瓷坯料包括以下质量百分含量的各组分：质量百分含量大于0%且小于或等于10%的粘土；质量百分含量大于50%且小于或等于90%的尾矿；质量百分含量大于0%且小于或等于20%的粉煤灰；质量百分含量大于0%且小于或等于30%的石英和质量百分含量大于0%且小于或等于10%的氧化铝。本申请实施方式中，第一分散剂包括硅酸钠、二乙酸钠、碳酸钠或聚丙烯酰胺中的一种或多种。本申请实施方式中，将第一陶瓷坯料与第一分散剂混合后加入造粒机中进行第一造粒，得到第一粉料。本申请实施方式中，第一粉料的粒径为20μm-200μm，第一粉料的粒径具体可以但不限于为20μm、30μm、40μm、70μm、90μm、120μm、150μm或200μm。本申请实施方式中，第一粉料的始熔温度大于或等于1200℃，其中，始熔温度指的是粉料开始熔化的温度，第一粉料的始熔温度可通过配方组成和粉料粒径进行调节。
本申请步骤200中，第二陶瓷坯料包括粘土、尾矿、粉煤灰、石英或氧化铝中的一种或多种。本申请一些实施方式中，第二陶瓷坯料包括以下质量百分含量的各组分：质量百分含量大于或等于50%且小于或等于90%的尾矿；质量百分含量大于0%且小于或等于20%的粉煤灰；质量百分含量大于0%且小于或等于30%的石英；质量百分含量大于0%且小于或等于10%的粘土。本申请实施方式中，第二分散剂包括硅酸钠、二乙酸钠、碳酸钠或聚丙烯酰胺中的一种或多种。本申请实施方式中，发泡剂包括三氧化二铁、碳化硅、碳、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、碳酸钙、硫酸铝或二氧化锰中的一种或多种。本申请中，添加促熔剂可以降低粉料的始熔温度。本申请实施方式中，促熔剂包括滑石、氧化钙、长石、硅灰石或粉煤灰中的一种或多种。
本申请实施方式中，将第二陶瓷坯料、第二分散剂、发泡剂和促熔剂混合后加入造粒机中进行第二造粒，得到第二粉料。本申请实施方式中，第二粉料的粒径为0.4mm-5mm，第二粉料的粒径具体可以但不限于为0.4mm、0.5mm、0.7mm、1mm、3mm或5mm。本申请一些实施方式中，第二粉料的粒度分布D80大于或等于850μm。本申请实施方式中，第二粉料的始熔温度为1070℃-1110℃，第二粉料的发泡温度为1070℃-1200℃，其中，发泡温度指的是第二粉料烧结形成封闭气泡的温度。第二粉料的发泡温度具体可以但不限于为1070℃、1100℃、1150℃或1200℃。本申请实施方式中，第一粉料的始熔温度大于第二粉料的发泡温度。
本申请实施方式中，第二粉料的平均粒径大于第一粉料的平均粒径。本申请一些实施方式中，第一粉料的平均粒径与第二粉料的平均粒径之比为1：(2.5-250)。第一粉料的平均粒径与第二粉料的平均粒径之比具体可以但不限于为1:2.5、1:7、1:10、1:20、1:50、1:100、1:200或1:250。当第一粉料的平均粒径与第二粉料的平均粒径之比过大时，第一粉料无法充分包裹第二粉料，导致烧结形成的发泡陶瓷孔结构不均匀，结构强度差；当第一粉料的平均粒径与第二粉料的平均粒径之比过小时，烧结后形成的发泡陶瓷粘连困难，导致发泡陶瓷结构稳定性差。
本申请步骤300中，将第一粉料与第二粉料混合时，由于第一粉料的平均粒径小于第二粉料的平均粒径，故第一粉料能够粘附在第二粉料的外表面，进而形成第三粉料。请参阅图1，图1为本申请一实施方式提供的第三粉料的结构示意图。其中，10为第一粉料，20为第二粉料，多个第一粉料10包覆在第二粉料20的外表面形成第三粉料。本申请一些实施方式中，多个第一粉料粘附在多个第二粉料的外表面形成第三粉料，请参阅图2，图2为本申请另一实施方式提供的第三粉料的结构示意图，其中，第三粉料包括多个第二粉料20，多个第一粉料10包覆在多个第二粉料20的外表面形成第三粉料。本申请一些实施方式中，通过滚筒将若干第一粉料与若干第二粉料混合均匀，形成第三粉料。本申请实施方式中，第一粉料与第二粉料混合时的质量比为1:(1-3)。第一粉料与第二粉料混合时的质量比具体可以但不限于为1:1、1:2或1:3。第一粉料与第二粉料的质量比过大时会降低发泡陶瓷的性能，质量比过小时则不易形成开气孔，导致发泡陶瓷的耐火性能降低。
本申请实施方式中，得到第三粉料后，先将第三粉料进行布料形成发泡陶瓷坯体后再进行烧结。本申请实施方式中，烧结的最高温度大于第二粉料的发泡温度且小于第一粉料的始熔温度。本申请中，发泡陶瓷坯体在烧结过程中，随温度的升高，第三粉料内部的第二粉料逐渐熔化，当最高温度达到第二粉料的发泡温度时，第二粉料发泡产生气体，由于最高温度低于第一粉料的始熔温度，故第一粉料不发生完全熔化，从而保证第三粉料之间不发生融合发泡，保证第三粉料之间存在一定的缝隙，该缝隙最终能够形成开气孔保留在发泡陶瓷中；待第二粉料充分发泡后进行降温，发泡过程中形成的闭气孔保留在第二粉料中，降温完成后即可得到发泡陶瓷，其中，发泡陶瓷包括多个发泡陶瓷粒，发泡陶瓷粒即为第三粉料烧结后的产物。
本申请中，烧结的最高温度是根据第一粉料的始熔温度和第二粉料的发泡温度确定的。烧结的最高温度低于第一粉料的始熔温度时，第三粉料之间不会发生完全的融合，因此第三粉料烧结后形成的发泡陶瓷粒之间具有一定的缝隙，从而构成发泡陶瓷中的开气孔。烧结的最高温度高于第二粉料的发泡温度时，第二粉料可以充分发泡，从而形成蜂窝状的闭气孔。本申请实施方式中，烧结的最高温度为1070℃-1200℃。发泡陶瓷烧结的最高温度具体可以但不限于为1070℃、1100℃、1120℃、1150℃、1180℃、1190℃或1200℃。
本申请一些实施方式中，烧结的温度曲线包括：在预热温度下进行坯体预热，由预热温度升温至最高温度后进行保温，然后进行冷却，冷却至室温即得到发泡陶瓷。本申请实施方式中，预热温度为20℃-800℃，对坯体进行预热有利于排出粉料中的水分，保证坯体内外温度一致，实现良好的发泡的效果。本申请中，在最高温度下进行保温可以充分排出不利于发泡陶瓷的气体，并同时稳定气泡。本申请实施方式中，烧结过程达到最高温度时的保温时间为0.5h-3h。烧结过程的保温时间具体可以但不限于为0.5h、1h、2h或3h。本申请中，由于粉料颗粒之间存在缝隙，从而加快了保温段的排气速率，进而缩短了烧结过程中的保温时间。并且在保温阶段完成后将产品进行冷却的过程中，由于发泡陶瓷中的发泡陶瓷粒之间具有缝隙，从而加快了热量的传递，使发泡陶瓷能够以较短的时间冷却，进而缩短烧结时间。本申请实施方式中，发泡陶瓷的烧结时间为18h-30h。本申请的发泡陶瓷烧结时间短，相比于现有发泡陶瓷烧结时间能够缩短15-30%，从而大大地提高了产能并降低了能耗。
本申请一些实施方式中，采用隧道窑进行发泡陶瓷的烧结，请参阅图3，图3为本申请一实施方式提供的隧道窑的结构示意图。图3中，A为隧道窑的预热段，B为隧道窑的加热段，C为隧道窑的保温段，D为隧道窑的冷却段。本申请的制备方法中，可通过调节窑车的行进速度来控制产品在烧结中各个阶段的时间，因此制备过程的工艺参数易于控制，且生产成本较低。
本申请提供的发泡陶瓷的制备方法工艺简单，产品的生产周期短、能耗低，生产成本低，并且制备得到的发泡陶瓷具有良好的热稳定性和较高的耐火极限，从而提高了发泡陶瓷的安全性能。
下面分多个实施例对本申请实施方式进行进一步地说明。
实施例1
一种发泡陶瓷的制备方法，包括：
1)制备第一粉料：
将质量百分含量分别为99.5%的陶瓷坯料和0.5%的分散剂混合后经造粒后得到第一粉料，其中，陶瓷坯料包括以下质量百分含量的各组分：95%的尾矿和5%的粘土；分散剂为碳酸钠。所得第一粉料的平均粒径为100μm，第一粉料的始熔温度为1200℃。
2)制备第二粉料：
将质量百分含量分别为94%的陶瓷坯料、0.4%的分散剂、0.5%的发泡剂和5.1%的促熔剂混合后经造粒后得到第二粉料，其中，陶瓷坯料包括以下质量百分含量的各组分：85%的尾矿、10%的粘土和5%的长石；分散剂为碳酸钠。所得第二粉料的平均粒径为1mm，第二粉料的发泡温度为1110℃。
3)制备第三粉料：
在滚筒中将第一粉料与第二粉料充分混合形成第三粉料，其中，第一粉料与第二粉料的质量比为1:3，所得第三粉料的平均粒径为1.2mm。
4)烧结：
将第三粉料布料后在隧道窑中进行烧结，烧结的最高温度为1130℃。
烧结后得到发泡陶瓷。
实施例2：
一种发泡陶瓷的制备方法，包括：
1)制备第一粉料：
将质量百分含量分别为99.5%的陶瓷坯料和0.5%的分散剂混合后经造粒后得到第一粉料，其中，陶瓷坯料包括以下质量百分含量的各组分：95%的尾矿和5%的粘土；分散剂为碳酸钠。所得第一粉料的平均粒径为80μm，第一粉料的始熔温度为1200℃。
实施例2中第二粉料的制备过程与实施例1相同。
2)制备第三粉料：
在滚筒中将第一粉料与第二粉料充分混合形成第三粉料，其中，第一粉料与第二粉料的质量比为1:3，所得第三粉料的平均粒径为1.5mm。
3)烧结：
将第三粉料布料后在隧道窑中进行烧结，烧结的最高温度为1130℃，烧结后得到发泡陶瓷。
实施例3：
实施例3中第一粉料和第二粉料的制备过程与实施例2相同。与实施例2的区别在于将第一粉料与第二粉料混合时，第一粉料与第二粉料的质量比为1:2，所得第三粉料的平均粒径为1.5mm。
实施例4
实施例4中第一粉料、第二粉料和第三粉料的制备过程与实施例3相同。与实施例3的区别在于实施例4中烧结的最高温度为1150℃。
对比例1
一种普通发泡陶瓷的制备方法，包括：
1)制备发泡陶瓷粉料：
将质量百分含量分别为94%的陶瓷坯料、0.4%的分散剂、0.5%的发泡剂和5.1%的促熔剂混合后经造粒后得到发泡陶瓷粉料，其中，陶瓷坯料包括以下质量百分含量的各组分：85%的尾矿、10%的粘土和5%的长石；分散剂为碳酸钠。所得发泡陶瓷粉料的平均粒径为0.3mm。
2)烧结：
将发泡陶瓷粉料布料后在隧道窑中进行烧结，烧结的最高温度为1130℃，烧结后得到普通发泡陶瓷。
效果实施例
为验证本申请制得的发泡陶瓷的性能，本申请还提供了效果实施例。
（1）采用电子显微镜对发泡陶瓷的结构进行观察
请参阅图4和图5，图4为本申请实施例1提供的发泡陶瓷的形貌图，图5为本申请实施例1提供的发泡陶瓷粒的形貌图。由图4可以看出，发泡陶瓷是由多个发泡陶瓷粒堆积形成，发泡陶瓷粒之间部分粘连，多个发泡陶瓷粒之间具有一定的缝隙，该缝隙构成了发泡陶瓷的开气孔，实施例1中发泡陶瓷的开气孔的平均孔径d开为1.0mm。由图5可以看出，发泡陶瓷粒中存在大量的闭气孔，实施例1中发泡陶瓷的闭气孔的平均孔径d闭为0.1mm。采用相同的方法对实施例1-4的发泡陶瓷的开气孔的平均孔径d开和闭气孔平均孔径d闭进行测量，结果请参阅表1。
（2）依据阿基米德原理测量实施例1-4的发泡陶瓷的开口气孔率ω开，结果请参阅表1。
（3）由陶瓷坯的真密度ρ真、发泡陶瓷的体积密度ρ实和发泡陶瓷的开口气孔率ω开计算得到实施例1-4的发泡陶瓷的闭口气孔率ω闭，其中，计算公式为ω闭=(1-ρ实/ρ真)-ω开，计算结果请参阅表1。
表1实施例1-4的发泡陶瓷的结构参数
Figure SMS_1
（4）对实施例1-4的发泡陶瓷和对比例1的普通发泡陶瓷的耐火性能进行测试，测试方法具体为：采用丁烷喷枪对发泡陶瓷的表面进行持续灼烧，丁烷喷枪的火焰温度为1300℃，灼烧过程中观察发泡陶瓷的受热情况，并记录由开始灼烧至发泡陶瓷炸裂的时间，测试结果请参阅表2。
表2实施例1-4的发泡陶瓷和对比例1普通发泡陶瓷的耐热情况表
Figure SMS_2
由表2可以看出本申请的发泡陶瓷具有良好的耐火性能，可以经受长时间的明火灼烧。而对比例1中传统的发泡陶瓷表面遇火即快速***，耐火性能差。请参阅图6，图6为本申请对比例1提供的普通发泡陶瓷灼烧10s时的产品状态图，由图6可以看出普通发泡陶瓷表面具有明显的破损。请参阅图7，图7为本申请实施例2提供的发泡陶瓷灼烧过程中的产品状态图，图7中(a)为实施例2发泡陶瓷被灼烧1分钟时的产品状态图；图7中(b)为实施例2发泡陶瓷被灼烧10分钟时的产品状态图；图7中(c)为实施例2发泡陶瓷被灼烧10分钟后冷却的产品状态图。由图7可以看出，本申请的发泡陶瓷在灼烧过程中产品仍具有良好的稳定性，并且冷却后产品表面无破损，结构完好，具有较高的耐火性能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种耐火发泡陶瓷，其特征在于，所述耐火发泡陶瓷包括多个发泡陶瓷粒；所述发泡陶瓷粒包括蜂窝状的闭气孔；所述耐火发泡陶瓷具有开气孔，所述开气孔由所述多个发泡陶瓷粒的颗粒间缝隙构成；所述耐火发泡陶瓷的开口气孔率为2%-25%，闭口气孔率为50%-80%，总气孔率为52%-85%，所述耐火发泡陶瓷的制备方法包括：
将以下质量百分含量的组分混合后经第一造粒得到第一粉料：
第一陶瓷坯料：99%-99.9%；
第一分散剂：0.1%-1.0%；
将以下质量百分含量的组分混合后经第二造粒得到第二粉料：
第二陶瓷坯料：60%-95%；
第二分散剂：0.1%-1.0%；
发泡剂：0.1%-5.0%；
促熔剂：4.8%-39.8%；
将所述第一粉料与所述第二粉料混合后得到第三粉料，多个所述第一粉料包覆在所述第二粉料的外表面形成所述第三粉料，将所述第三粉料烧结后得到所述耐火发泡陶瓷，所述第一粉料的始熔温度大于所述第二粉料的发泡温度；所述烧结的最高温度大于所述第二粉料的发泡温度且小于所述第一粉料的始熔温度；所述发泡陶瓷粒的平均粒径为0.4mm-5mm，所述第一粉料与所述第二粉料的质量比为1:(1-3)，所述第一粉料的粒径为20μm-200μm，所述第二粉料的粒径为0.4mm-5mm。
2.如权利要求1所述的耐火发泡陶瓷，其特征在于，所述开气孔的平均孔径为0.1mm-5mm；所述闭气孔的平均孔径为0.01mm-0.5mm。
3.如权利要求1所述的耐火发泡陶瓷，其特征在于，所述耐火发泡陶瓷的密度为400kg/m3-1200kg/m3。
4.一种耐火发泡陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：
将以下质量百分含量的组分混合后经第一造粒得到第一粉料：
第一陶瓷坯料：99%-99.9%；
第一分散剂：0.1%-1.0%；
将以下质量百分含量的组分混合后经第二造粒得到第二粉料：
第二陶瓷坯料：60%-95%；
第二分散剂：0.1%-1.0%；
发泡剂：0.1%-5.0%；
促熔剂：4.8%-39.8%；
将所述第一粉料与所述第二粉料混合后得到第三粉料，多个所述第一粉料包覆在所述第二粉料的外表面形成所述第三粉料，将所述第三粉料烧结后得到所述耐火发泡陶瓷，所述第一粉料的始熔温度大于所述第二粉料的发泡温度；所述烧结的最高温度大于所述第二粉料的发泡温度且小于所述第一粉料的始熔温度；所述耐火发泡陶瓷包括多个发泡陶瓷粒；所述发泡陶瓷粒包括蜂窝状的闭气孔；所述发泡陶瓷粒堆积形成所述耐火发泡陶瓷的开气孔，所述耐火发泡陶瓷的开口气孔率为2%-25%，闭口气孔率为50%-80%，总气孔率为52%-85%，所述发泡陶瓷粒的平均粒径为0.4mm-5mm，所述第一粉料与所述第二粉料的质量比为1:(1-3)，所述第一粉料的粒径为20μm-200μm，所述第二粉料的粒径为0.4mm-5mm。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的最高温度为1000℃-1200℃。
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