[发明专利]一种以冰为模板制备氧化锆梯度多孔陶瓷的方法

摘要

本发明涉及一种以冰为模板制备氧化锆梯度多孔陶瓷的方法，以冰为成孔模板，在氧化锆粉体中加入蒸馏水、Na2SiO3·9H2O粘结剂、氧化钇烧结助剂和陶瓷粉水体系分散剂，通过球磨混合获得稳定的悬浊液，真空抽气后，注入模具低温快速冷冻，冻结后的样品进行真空冷冻干燥，脱模后放入高温炉内烧结，从而得到氧化锆多孔陶瓷。多孔陶瓷孔结构完全由冰结晶形貌特征决定。与其它多孔制备工艺相比，冰是一种理想的制作多孔陶瓷的模板，工艺过程环保、成本低。所制备的氧化锆多孔陶瓷具有明显的梯度多孔结构；由于使用了粘结剂，可以防止坯体在干燥过程中开裂、变形，提高制品的机械强度，氧化钇烧结助剂的加入可降低烧结温度，所制备的氧化锆多孔陶瓷的抗压强度可达到8MPa。

主权项

一种以冰为模板制备氧化锆梯度多孔陶瓷的方法，其特征在于：1)首先，分别称量100g氧化锆粉、200g～400g蒸馏水、30gNa2SiO3·9H2O、3g氧化钇和2.6g陶瓷粉水体系分散剂，装入不锈钢球磨罐中，再加入650g不锈钢磨球，然后在球磨机上进行充分球磨混合12小时配置成稳定的悬浊液；2)其次，将悬浊液装入连接真空泵的封闭容器中排除悬浊液在球磨过程中产生的气泡；3)之后，将悬浊液注入模具中，然后将模具置于‑30℃～‑40℃的真空冷冻干燥机中冷冻使悬浊液完全冻结，再将冻结的悬浊液在真空状态下干燥彻底，然后脱模，得到与成型模具相同形状的ZrO2多孔素坯；4)然后，将脱模的ZrO2多孔素坯放入高温箱式电炉中，以10℃/min的升温速率自室温升至1300℃～1500℃，保温2小时；5)最后，保温结束后，随炉自然冷却至室温，即得到具有梯度结构的ZrO2多孔陶瓷。