有机泡沫浸渍工艺制备多孔Ti2AlN陶瓷的方法
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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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