本發(fā)明屬于陶瓷材料領域，特別涉及一種復合泡沫陶瓷材料的制備方法。

背景技術(shù)：

泡沫陶瓷材料是指具有高溫特性的多孔材料，其孔徑從納米級到微米級不等，氣孔率在20%～95%之間。泡沫陶瓷一般可以分為兩類，即開孔（網(wǎng)狀）陶瓷材料以及閉孔陶瓷材料，這取決于各個孔穴是否具有固體壁面。如果形成泡沫體的固體僅僅包含于孔棱中，則稱之為開孔陶瓷材料，其孔隙是相互連通的；如果存在固體壁面，則泡沫體稱為閉孔陶瓷材料，其中的孔穴由連續(xù)的陶瓷基體相互分隔。但大部分泡沫陶瓷既存在開孔孔隙又存在少量閉孔孔隙。一般來說孔隙的直徑小于2nm的為微孔材料；孔隙在2～50nm之間的為介孔材料；孔隙在50nm以上的為宏孔材料。

國際上美、英、日、德、瑞士等國家的泡沫陶瓷材料生產(chǎn)工藝日益先進，技術(shù)裝備越來越自動化，已研制出多種材質(zhì)、適合于不同用途的泡沫陶瓷過濾器；我國雖然近幾年發(fā)展迅猛，但目前從整體技術(shù)水平上與國外相比還有一定的差距?？茖W技術(shù)的快速發(fā)展使得泡沫陶瓷的應用領域又擴展到航空領域、電子領域、醫(yī)用材料領域及生物化學領域等，成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點。然而，現(xiàn)有泡沫陶瓷材料在孔徑分布均勻、性能穩(wěn)定和強度方面仍有待進一步提升，因此，制備高強度、孔徑均勻、耐化學腐蝕、高度有序的泡沫陶瓷體是非常有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種復合泡沫陶瓷材料的制備方法，以獲得一種高強度、孔徑均勻、耐化學腐蝕的泡沫陶瓷體材料，拓寬其應用范圍。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種復合泡沫陶瓷材料，包含如下重量組份的各物質(zhì)：四氮化三硅微粉20-30份、碳化鋯微粉10-20份、硼鎂礦微粉10-15份、檸檬酸鐵銨4-8份、聚乙烯醇10-20份、乙胺丁醇15-20份、甲基丙烯酸月桂酯8-12份、三硬脂酸甘油酯9-14份、異丙醚6-10份、2-甲基丙烯醛5-10份。

優(yōu)選的，所述四氮化三硅微粉25-30份、碳化鋯微粉12-18份、硼鎂礦微粉11-14份、檸檬酸鐵銨5-7份、聚乙烯醇12-15份、乙胺丁醇16-19份、甲基丙烯酸月桂酯10-12份、三硬脂酸甘油酯11-13份、異丙醚7-9份、2-甲基丙烯醛6-8份。

優(yōu)選的，所述四氮化三硅微粉27份、碳化鋯微粉15份、硼鎂礦微粉13份、檸檬酸鐵銨6份、聚乙烯醇13份、乙胺丁醇18份、甲基丙烯酸月桂酯11份、三硬脂酸甘油酯12份、異丙醚8份、2-甲基丙烯醛7份。

一種復合泡沫陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：將聚乙烯醇10-20份、乙胺丁醇15-20份、甲基丙烯酸月桂酯8-12份、三硬脂酸甘油酯9-14份、異丙醚6-10份混合后，超聲分散5-15min，得到混合液；

S2：將四氮化三硅微粉20-30份、碳化鋯微粉10-20份和硼鎂礦微粉10-15份加入高速混合機中，以速率700-800rpm攪拌15-25min；

S3：將步驟S2中得到混合物加入步驟S1中混合液內(nèi)，升高溫度至80-100℃，邊攪拌邊滴加入檸檬酸鐵銨4-8份和2-甲基丙烯醛5-10份，滴加完畢后保溫反應30-40min；

S4：將步驟S3中得到的物質(zhì)放入燒結(jié)爐中，以速率20-25℃/min升溫至700-800℃，保溫反應15-20min；隨后以速率30-40℃/min升溫至1200-1300℃，保溫反應1.5-3.5h，待反應冷卻后即可得到所述復合泡沫陶瓷材料。

優(yōu)選的，步驟S1中所述超聲分散的功率為3500W，超聲分散10min。

優(yōu)選的，步驟S2中所述速率為750rpm，攪拌18min。

優(yōu)選的，步驟S3中所述溫度為88℃，攪拌速率為500-700r/min，滴加時間為6min，保溫反應35min。

優(yōu)選的，步驟S4中以速率22℃/min升溫至780℃，保溫反應20min；以速率35℃/min升溫至1260℃，保溫反應2h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

本發(fā)明所述一種復合泡沫陶瓷材料的制備方法，以四氮化三硅微粉和碳化鋯微粉為主體，輔以加入檸檬酸鐵銨、甲基丙烯酸月桂酯、乙胺丁醇、硼鎂礦等化學物質(zhì)，經(jīng)攪拌、浸漬、燒結(jié)、冷卻等工藝制備得到高強度、孔徑均勻、耐化學腐蝕的泡沫陶瓷體材料。該陶瓷材料強度1.5-3MPa，平均孔徑為8-10μm，在pH4.0酸溶液中和pH9.0的堿溶液中浸泡24h，強度和孔徑變化較小，穩(wěn)定性能優(yōu)異。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

實施例1

S1：將聚乙烯醇10份、乙胺丁醇15份、甲基丙烯酸月桂酯8份、三硬脂酸甘油酯9份、異丙醚6份混合后，在功率3500W下超聲分散5min，得到混合液；

S2：將四氮化三硅微粉20份、碳化鋯微粉10份和硼鎂礦微粉10份加入高速混合機中，以速率700rpm攪拌15min；

S3：將步驟S2中得到混合物加入步驟S1中混合液內(nèi)，升高溫度至80℃，以速率500r/min邊攪拌邊滴加入檸檬酸鐵銨4份和2-甲基丙烯醛5份，滴加時間為6min，滴加完畢后保溫反應30min；

S4：將步驟S3中得到的物質(zhì)放入燒結(jié)爐中，以速率20℃/min升溫至700℃，保溫反應15min；隨后以速率30℃/min升溫至1200℃，保溫反應1.5h，待反應冷卻后即可得到所述復合泡沫陶瓷材料。

經(jīng)檢測，該陶瓷材料強度1.5MPa，平均孔徑為8μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的堿溶液中浸泡24h后強度強度為1.45MPa，平均孔徑為8.5μm。

實施例2

S1：將聚乙烯醇20份、乙胺丁醇20份、甲基丙烯酸月桂酯12份、三硬脂酸甘油酯14份、異丙醚10份混合后，在功率3500W下超聲分散15min，得到混合液；

S2：將四氮化三硅微粉30份、碳化鋯微粉20份和硼鎂礦微粉15份加入高速混合機中，以速率800rpm攪拌25min；

S3：將步驟S2中得到混合物加入步驟S1中混合液內(nèi)，升高溫度至100℃，以速率700r/min邊攪拌邊滴加入檸檬酸鐵銨8份和2-甲基丙烯醛10份，滴加時間為6min，滴加完畢后保溫反應40min；

S4：將步驟S3中得到的物質(zhì)放入燒結(jié)爐中，以速率25℃/min升溫至800℃，保溫反應20min；隨后以速率40℃/min升溫至1300℃，保溫反應3.5h，待反應冷卻后即可得到所述復合泡沫陶瓷材料。

經(jīng)檢測，該陶瓷材料強度2MPa，平均孔徑為8.5μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的堿溶液中浸泡24h后強度強度為1.86MPa，平均孔徑為8.9μm。

實施例3

S1：將聚乙烯醇12份、乙胺丁醇19份、甲基丙烯酸月桂酯10份、三硬脂酸甘油酯11份、異丙醚7份混合后，在功率3500W下超聲分散5min，得到混合液；

S2：將四氮化三硅微粉25份、碳化鋯微粉12份和硼鎂礦微粉11份加入高速混合機中，以速率700rpm攪拌15min；

S3：將步驟S2中得到混合物加入步驟S1中混合液內(nèi)，升高溫度至80℃，以速率500r/min邊攪拌邊滴加入檸檬酸鐵銨5份和2-甲基丙烯醛6份，滴加時間為6min，滴加完畢后保溫反應30min；

S4：將步驟S3中得到的物質(zhì)放入燒結(jié)爐中，以速率20℃/min升溫至700℃，保溫反應15min；隨后以速率30℃/min升溫至1200℃，保溫反應2h，待反應冷卻后即可得到所述復合泡沫陶瓷材料。

經(jīng)檢測，該陶瓷材料強度2.5MPa，平均孔徑為9μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的堿溶液中浸泡24h后強度強度為2.42MPa，平均孔徑為9.4μm。

實施例4

S1：將聚乙烯醇15份、乙胺丁醇16份、甲基丙烯酸月桂酯12份、三硬脂酸甘油酯13份、異丙醚9份混合后，在功率3500W下超聲分散15min，得到混合液；

S2：將四氮化三硅微粉30份、碳化鋯微粉18份和硼鎂礦微粉14份加入高速混合機中，以速率800rpm攪拌25min；

S3：將步驟S2中得到混合物加入步驟S1中混合液內(nèi)，升高溫度至100℃，以速率700r/min邊攪拌邊滴加入檸檬酸鐵銨7份和2-甲基丙烯醛8份，滴加時間為6min，滴加完畢后保溫反應40min；

S4：將步驟S3中得到的物質(zhì)放入燒結(jié)爐中，以速率25℃/min升溫至800℃，保溫反應20min；隨后以速率40℃/min升溫至1300℃，保溫反應3h，待反應冷卻后即可得到所述復合泡沫陶瓷材料。

經(jīng)檢測，該陶瓷材料強度2.8MPa，平均孔徑為8.6μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的堿溶液中浸泡24h后強度強度為2.73MPa，平均孔徑為9.4μm。

實施例5

S1：將聚乙烯醇13份、乙胺丁醇18份、甲基丙烯酸月桂酯11份、三硬脂酸甘油酯12份、異丙醚8份混合后，在功率3500W下超聲分散10min，得到混合液；

S2：將四氮化三硅微粉27份、碳化鋯微粉15份和硼鎂礦微粉13份加入高速混合機中，以速率750rpm攪拌18min；

S3：將步驟S2中得到混合物加入步驟S1中混合液內(nèi)，升高溫度至88℃，以速率600r/min邊攪拌邊滴加入檸檬酸鐵銨6份和2-甲基丙烯醛7份，滴加時間為6min，滴加完畢后保溫反應35min；

S4：將步驟S3中得到的物質(zhì)放入燒結(jié)爐中，以速率22℃/min升溫至780℃，保溫反應20min；隨后以速率35℃/min升溫至1260℃，保溫反應2h，待反應冷卻后即可得到所述復合泡沫陶瓷材料。

經(jīng)檢測，該陶瓷材料強度3MPa，平均孔徑為10μm；在pH4.0酸溶液中和pH9.0的堿溶液中浸泡24h后強度強度為2.87MPa，平均孔徑為10.2μm。

本發(fā)明不限于這里的實施例，本領域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。