專利名稱：連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，屬于無機(jī)復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多孔陶瓷是一類含有較多孔洞的無機(jī)材料，利用材料中孔洞結(jié)構(gòu)與材質(zhì)本身結(jié)合而具有的性質(zhì)來達(dá)到所需要的各種功能，主要用于高溫條件下固-液、氣-固等流體的分離、凈化等。多孔陶瓷不僅具有陶瓷基體的優(yōu)良性能，而且還具有大量的氣孔、高的比表面積、可以調(diào)節(jié)的孔徑分布，配合基體材料的光、電、熱、磁等物理性能和力學(xué)性能在化工、環(huán)保、能源、冶金、電子等領(lǐng)域作為過濾材料、催化劑載體、吸聲材料、保溫隔熱材料、生物材料及紅外燃燒器等得到了廣泛的應(yīng)用。
目前廣泛應(yīng)用的管狀多孔陶瓷制品大部分是由傳統(tǒng)方法制備的，其制備方法有擠壓成型，顆粒堆積法，有機(jī)泡沫浸漬法，添加造孔劑等，表1列出了各種工藝的比較。
表1多孔陶瓷傳統(tǒng)制備工藝表
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)多孔管狀纖維預(yù)制體的制備對(duì)二維連續(xù)編織碳纖維管經(jīng)套裝工藝制備出多孔管狀纖維預(yù)制體；(2)浸漬料漿制備將磷酸鹽膠粘劑、陶瓷填料和去離子水按照10 1 5 3 15 配置后，進(jìn)行球磨，磷酸鹽膠粘劑以ml計(jì)，陶瓷填料以g計(jì)，去離子水以ml計(jì)；(3)真空滲積、固化成型將步驟(1)制得的多孔管狀纖維預(yù)制體置于步驟( 制備的浸漬料漿中，進(jìn)行真空滲積后移至恒溫干燥箱固化、脫模；(4)熱處理將步驟(3)制得的材料裝于耐高溫密封容器中，在傳統(tǒng)窯爐中常壓下于 600 1000°C進(jìn)行熱處理制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于步驟( 所述的磷酸鹽膠粘劑為磷酸溶液和氫氧化鋁按照P/A1摩爾比為1 3 1配置，于80 100°C加熱攪拌制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于步驟(2)所述的陶瓷填料為燒成溫度1150 1250°C的日用陶瓷料、電瓷料或建筑衛(wèi)生陶瓷料中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于步驟O)所述的球磨時(shí)間2 6h，陶瓷填料與研磨介質(zhì)瑪瑙球的質(zhì)量比為1 2 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于步驟(3)所述的真空滲積工藝中真空度-0. 06 -0. IMPa，真空滲積時(shí)間20 60分鐘， 固化溫度120 160°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于對(duì)步驟C3)真空滲積、固化成型的材料進(jìn)行表面孔徑調(diào)節(jié)，所述的表面孔徑調(diào)節(jié)工藝如下制備涂膜料漿，將涂膜料漿噴涂在固化、脫模后的材料表面，于室溫干燥，然后對(duì)材料表面進(jìn)行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于所述的涂膜料漿的噴涂厚度為0. 15 0. 2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于所述的涂膜料漿為陶瓷填料、無水乙醇和造孔劑按照100 80 200 3 45進(jìn)行配置，經(jīng)球磨制得，陶瓷填料以g計(jì)，無水乙醇以ml計(jì)，造孔劑以g計(jì)，其中陶瓷填料為燒成溫度1150 1250°C的日用陶瓷料、電瓷料或建筑衛(wèi)生陶瓷料中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于所述的球磨時(shí)間為10 30min，陶瓷填料和造孔劑的質(zhì)量與研磨介質(zhì)瑪瑙球的質(zhì)量比值為1 4 10。
10.權(quán)利要求8所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，其特征在于所述的造孔劑為甲基纖維素、木碳粉或尿素中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽基多孔陶瓷管的制備方法，屬于無機(jī)復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，包括多孔管纖維預(yù)制體的制備、浸漬漿料制備、真空滲積成型和熱處理工藝。本發(fā)明利用磷酸鹽的無機(jī)聚合、耐高溫、低溫固化及附著力強(qiáng)等優(yōu)良特性，輔以陶瓷填料制備高性能浸漬料漿；以高強(qiáng)、高模、耐高溫且穩(wěn)定性好的碳纖維管作為增強(qiáng)體，通過對(duì)模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及制造保護(hù)氣氛環(huán)境在傳統(tǒng)熱處理設(shè)備中制備連續(xù)碳纖維增強(qiáng)磷酸鹽多孔陶瓷管。本發(fā)明具有科學(xué)合理，易于實(shí)施，生產(chǎn)周期短，投資成本低等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)利用本發(fā)明制備的多孔陶瓷管在保證高氣孔率的前提下具有較高的力學(xué)性能，同時(shí)還具有良好的抗熱震性能，1200℃～常溫水反復(fù)10次無裂紋。
文檔編號(hào)C04B38/00GK102503511SQ20111034281
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者周長(zhǎng)靈, 宋濤, 張秀彩, 李伶, 王慶慶, 王重海, 翟萍, 董波, 陳達(dá)謙 申請(qǐng)人:中材高新材料股份有限公司, 山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院有限公司