多晶Al2O3纤维预成型体法制备多孔陶瓷的方法 所属技术领域
本发明涉及一种多晶Al2O3纤维预成型体法制备多孔陶瓷的方法，属于多孔陶瓷制备工艺技术领域。
背景技术
传统的氧化铝多孔陶瓷过滤元件的制备技术，是在陶瓷基体上产生孔，且常以降低坯体的烧成温度提高元件的空隙率，氧化铝多孔陶瓷的空隙率与强度等性能始终是相矛盾的，往往在生产和应用上顾此失彼，特别是传统生产技术的制品难以满足氧化铝多孔陶瓷过滤元件在高温烟气过滤的性能要求。
【发明内容】
本发明所要解决的问题是提供一种用多晶氧化铝陶瓷纤维与氧化铝基陶瓷复合的方法，制备高强、高热稳定性、性能价格比合理、适合于高温烟气过滤的多孔陶瓷生产技术。其技术方案为：
包括原料制备、坯体成型和烧成，其特征在于：(1)将氧化铝粉体、粘土、高温结合剂、泥浆添加剂按质量百分比70～80、10～15、4～19、1～2的比例与水混合后球磨制备成泥浆，然后另加入解胶剂1wt％、造孔剂4～11wt％在搅拌机上混合制备成填充泥浆；(2)将多晶Al2O3陶瓷纤维短切，在水中搅拌分散，并加入粘结剂制成多晶Al2O3陶瓷纤维浆料；(3)将多晶Al2O3陶瓷纤维浆料注入模具中制成预成型体，并干燥；(4)将干燥好的预成型体放入石膏模，注入制备好的填充泥浆，并一起抽真空；(5)填充泥浆的预成型体经干燥、高温烧成。
为实现上述目地，所述的多晶Al2O3纤维预成型体法制备多孔陶瓷的方法，氧化铝粉体采用Al2O3含量99％、细度75μm的普通工业氧化铝粉；粘土中各成分及质量配比为大同土：介休土等于5～8∶4～6；高温结合剂采用钛酸铝，泥浆添加剂采用碳酸钠，解胶剂采用柠檬酸。
为实现上述目的，所述的多晶Al2O3纤维预成型体法制备多孔陶瓷的方法，预成型体的填充泥浆是将解胶剂、造孔剂在搅拌机上分散，以保证造孔剂的粒径不变。
为实现上述目的，所述的多晶Al2O3纤维预成型体法制备多孔陶瓷的方法，多晶Al2O3陶瓷纤维的Al2O3含量＞72％，Al2O3+SiO2≥97.5％，耐火度≥1600℃，直径4～5μm，长度1～60mm，将多晶Al2O3陶瓷纤维、粘结剂、水按质量百分比31～47、2～5、58～67混合后制成多晶Al2O3陶瓷纤维浆料。
为实现上述目的，所述的多晶Al2O3纤维预成型体法制备多孔陶瓷的方法，粘结剂中各成分及质量百分比为水玻璃2～5wt％，聚丙烯醇1～3wt％，水92～97wt％，造孔剂中各成分及质量百分比为木炭粉22～45wt％，纤维素55～78wt％。
为实现上述目的，所述的多晶Al2O3纤维预成型体法制备多孔陶瓷的方法，经干燥后的预成型体各组成质量百分比为短切纤维26～37wt％，造孔剂4～11wt％，干泥浆52～70wt％。
本发明与现有技术相比，制得的产品强度高，抗热震性能强，生产工艺简单，成品率高，特别适宜高温煤(烟)气过滤器用陶瓷过滤元件的工业化生产。
【具体实施方式】
实施例1
①泥浆制备：
工业氧化铝粉(75μm)76wt％，介休土7wt％，大同土6wt％，钛酸铝10wt％，碳酸钠1wt％；
将上述原料与水混合，在球磨机内研磨72小时，制备成泥浆，泥浆细度在15μm，然后出磨待用。
②预成型体制备工艺：长度在1～60mm的多晶Al2O3陶瓷纤维加入粘结剂和水，制备流动性的多晶Al2O3陶瓷纤维浆料，其质量百分比：多晶Al2O3陶瓷纤维32wt％，粘结剂5wt％，水63wt％，用大孔模具抄取成型，经自然干燥或烘箱电热干燥得到多晶Al2O3陶瓷纤维预成型体。
③坯体成型工艺：采用抽滤成型技术，将泥浆、造孔剂、柠檬酸按质量百分比94wt％∶5wt％∶1wt％进行混合搅拌，抽真空，注入模型中的预成型体中，保持一定余浆，在高真空条件下抽滤成型，再将坯体置于烘干箱或烘干窑内，在温度60～100℃、时间3～6小时的条件下烘干坯体。
④烧成工艺：烘干后的坯体在1300～1460℃、1～2小时的条件下烧成，制得本发明所述的多晶Al2O3陶瓷纤维增强氧化铝多孔陶瓷过滤元件。
经检验，制得的产品的技术指标为：平均强度36MPa、平均气孔率40％、孔径为5μm。
实施例2：
工业氧化铝粉(75μm)75wt％，介休土7wt％，大同土8wt％，钛酸铝9wt％，碳酸钠1wt％；
实施例3：
工业氧化铝粉(75μm)78wt％，介休土6wt％，大同土5wt％，钛酸铝10wt％，碳酸钠1wt％；
实施例2、3的制备工艺基本同实施例1，制得的产品的技术指标为：平均强度36MPa、平均气孔率40％、孔径分别为3、1μm。