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有机泡沫浸渍工艺制备多孔Ti2AlN陶瓷的方法

  • 专利名称
    有机泡沫浸渍工艺制备多孔Ti2AlN陶瓷的方法
  • 发明者
    严明, 常鹰, 彭少贤, 蒋久信, 陈艳林
  • 公开日
    2012年3月14日
  • 申请日期
    2010年8月20日
  • 优先权日
    2010年8月20日
  • 申请人
    湖北工业大学
  • 文档编号
    C04B35/622GK102372499SQ20101025790
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种有机泡沫浸渍工艺制备多孔Ti2AlN陶瓷的方法,其特征在于将的高纯Ti2AlN 粉制成固含量为50 80 %的料浆,有机泡沫先经10 30 % NaOH后经2 5 %的羧甲基纤维素CMC预处理后,进行浸渍挂浆,坯体通过干燥、排胶、烧成,获得相互连通、分布均勻的多孔陶瓷2.如上权利要求1所述的有机泡沫浸渍工艺制备多孔Ti2AlN陶瓷的方法,其特征在于所述的分散剂为羧甲基纤维素CMC3.如上权利要求1所述的有机泡沫浸渍工艺制备多孔Ti2AlN陶瓷的方法,采用包括以下步骤的工艺1)将高纯Ti2AlN粉末制成料浆,固含量为50 80%,浆料中的的分散剂、流变剂、消泡剂的加入量均为2%、0. 5%,0. 5%,采用蒸馏水作为溶剂,然后将浆料用恒温磁力搅拌器搅拌3小时,所述的分散剂为羧甲基纤维素CMC,此时浆料具有良好的流动性和稳定性;2)将有机泡沫进行预处理,先在50°C浓度为10 30%NaOH浸泡他后取出,用清水冲洗干净后,在空气中自然干燥;再在浓度为2 5%的CMC溶液中浸泡M小时后取出,在空气中自然干燥;3)将预处理好的有机泡沫放入浆料中浸渍处理进行挂浆,挂浆过程中反复挤压有机泡沫,使浆料能够充分挂在有机泡沫上,将制好的坯体放在室温下自然干燥M小时,再放入烘箱中在110°C下干燥12小时;4)烧结步骤分为两个阶段低温阶段在空气中进行,是泡沫的排除,坯体在0 200°C之间,升温速率为2°C /min,在200°C 700°C之间,升温速率为1°C /min ;高温阶段 (700°C 1300°C )在真空中进行,是多孔陶瓷的烧成,升温速率为5°C /min,在1300°C保温 3小时;5)烧结完成后,在真空环境下,关掉电源,自然冷却4.根据权利要求2所述的工艺,料浆固含量为50%,有机泡沫海绵经20%NaOH和4% 的CMC预处理5.根据权利要求2所述的工艺,料浆固含量为70%,有机泡沫海绵经15%NaOH和3% 的CMC预处理6.根据权利要求2所述的工艺,料浆固含量为60%,有机泡沫海绵经30%NaOH和5% 的CMC预处理7.根据权利要求2所述的工艺,料浆固含量为65%,有机泡沫海绵经10%NaOH和 3. 5%的CMC预处理
  • 技术领域
    本发明涉及新型结构材料领域,特别是涉及一种有机泡沫浸渍工艺制备多孔 Ti2AlN陶瓷的方法
  • 背景技术
  • 专利详情
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  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:有机泡沫浸渍工艺制备多孔Ti2AlN陶瓷的方法氮化铝钛(Ti2AlN)陶瓷是一种具有六方结构的三元层状化合物,具有非常特别的性质。它既有陶瓷的耐高温抗氧化、耐腐蚀等性能,又有像金属一样的机械可加工性、抗热震性、高温塑性、导电、导热等,同时还有较好的自润滑性,有的报告称还有热电性。因此,实际上是一类兼有功能——结构一体化的化合物。在民用机电行业及军工领域均有广泛的应用前景,对它们的研究受到特别的重视。目前研究的重点是关于单相块状[文献(1 3)] 和薄膜[文献G 6)] Ti2AlN的制备,而未见有将Ti2AlN制成多孔材料的报道。多孔陶瓷是具有低密度、高渗透率、抗腐蚀、良好的隔热性能、耐高温和使用寿命长等优点,是一种新型功能材料。制备多孔陶瓷的工艺方法是多种多样的,工艺较成熟且用得较多的主要制备技术有粉末烧结、浆料发泡法、有机泡沫浸渍法、溶胶-凝胶法等,后来又发展了微波加热工艺、颗粒堆积工艺等新技术[7,8]。多孔陶瓷的结构和性能受其制备工艺的影响比较大,详见表1。经比较发现,有机泡沫浸渍法制备多孔陶瓷是目前最为广泛的一种成型工艺,它可以制备出密度低、气孔分布均勻、高气孔率、三维立体网络骨架结构和贯通气孔的多孔陶瓷,适合于金属液的熔浸。并且此法制备多孔陶瓷经济实用,因此日益成为多孔陶瓷成型的焦点。表1多孔陶瓷传统制备工艺本发明是有机泡沫浸渍工艺制备多孔Ti2AlN陶瓷的方法,将高纯Ti2AlN粉制成固含量为50~80%的料浆,有机泡沫经10~30%NaOH和2~5%的羧甲基纤维素(CMC)预处理后,进行浸渍挂浆,坯体通过干燥、排胶、烧成,获得相互连通、分布均匀的多孔陶瓷。烧结步骤分为两个阶段低温阶段在空气中进行,是泡沫的排除,坯体在0~200℃之间,升温速率为2℃/min,在200℃~700℃之间,升温速率为1℃/min;高温阶段(700℃~1300℃)在真空中进行,是多孔陶瓷的烧成,升温速率为5℃/min,在1300℃保温3小时。多孔陶瓷的孔结构主要取决于有机泡沫的孔结构、表面性质和浆料附着厚度。本方法工艺简单,可以对孔隙结构和分布进行控制。所制得的产品具有均匀分布和连通的三维立体网络孔,适合于金属液的熔浸。
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