一種發(fā)泡陶瓷及其制備方法技術(shù)

本申請?zhí)峁┝艘环N發(fā)泡陶瓷，該發(fā)泡陶瓷包括多個發(fā)泡陶瓷粒，發(fā)泡陶瓷粒包括蜂窩狀的閉氣孔，發(fā)泡陶瓷具有開氣孔，開氣孔由多個發(fā)泡陶瓷粒的顆粒間縫隙構(gòu)成。本申請?zhí)峁┑陌l(fā)泡陶瓷熱穩(wěn)定性高，耐火性能好，具有較高的安全性能。本申請還提供了一種發(fā)泡陶瓷的制備方法，該制備方法燒成周期短，燒結(jié)成本低并且操作簡便，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種發(fā)泡陶瓷及其制備方法
本申請涉及陶瓷材料
，具體涉及一種發(fā)泡陶瓷及其制備方法。
技術(shù)介紹
發(fā)泡陶瓷是一種新型陶瓷材料，其內(nèi)部具有大量的封閉氣泡，因此具有輕質(zhì)、隔音、保溫等優(yōu)點；發(fā)泡陶瓷多采用礦石尾礦、陶瓷廢渣等作為基料，有利于解決固廢污染的問題，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而現(xiàn)有的發(fā)泡陶瓷存在著熱穩(wěn)定性差、耐火極限低的問題，當(dāng)發(fā)泡陶瓷表面受到高溫加熱時容易發(fā)生炸裂，降低了發(fā)泡陶瓷的安全性能；并且現(xiàn)有的發(fā)泡陶瓷燒結(jié)周期長，生產(chǎn)的產(chǎn)能低且能耗高，不利于發(fā)泡陶瓷的推廣。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N發(fā)泡陶瓷，該發(fā)泡陶瓷熱穩(wěn)定性高，耐火性能好，具有較高的安全性能。本申請還提供了一種發(fā)泡陶瓷的制備方法，該制備方法燒成周期短，燒結(jié)成本低并且操作簡便，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本申請第一方面提供了一種發(fā)泡陶瓷，所述發(fā)泡陶瓷包括多個發(fā)泡陶瓷粒；所述發(fā)泡陶瓷粒包括蜂窩狀的閉氣孔；所述發(fā)泡陶瓷具有開氣孔，所述開氣孔由所述多個發(fā)泡陶瓷粒的顆粒間縫隙構(gòu)成。本申請中，發(fā)泡陶瓷粒中的閉氣孔具有保溫、隔音的功能，可以使發(fā)泡陶瓷具有輕質(zhì)、隔音、隔熱的作用；多個發(fā)泡陶瓷粒之間為點接觸或面接觸，多個發(fā)泡陶瓷粒之間的孔隙形成發(fā)泡陶瓷的開氣孔，該開氣孔可以降低發(fā)泡陶瓷受熱時閉氣孔中氣體的膨脹壓力，從而提高發(fā)泡陶瓷的熱穩(wěn)定性和抗熱震性能，使發(fā)泡陶瓷具有較高的耐火極限。可選地，所述發(fā)泡陶瓷粒的平均粒徑為0.4mm-5mm。可選地，所述發(fā)泡陶瓷的開口氣孔率為2％-25％。可選地，所述發(fā)泡陶瓷的閉口氣孔率為50％-80％。可選地，所述發(fā)泡陶瓷的總氣孔率為52％-85％。可選地，所述開氣孔的平均孔徑為0.1mm-5mm。可選地，所述閉氣孔的平均孔徑為0.01mm-0.5mm。可選地，所述發(fā)泡陶瓷的密度為400kg/m3-1200kg/m3。本申請第一方面提供的發(fā)泡陶瓷，通過特定的孔結(jié)構(gòu)(開氣孔和閉氣孔的排布、孔徑和孔隙率的范圍)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)泡陶瓷良好的熱穩(wěn)定性，使發(fā)泡陶瓷具有較高的耐火極限，從而提高發(fā)泡陶瓷的安全性能。本申請第二方面提供了一種發(fā)泡陶瓷的制備方法，包括：將以下質(zhì)量百分含量的組分混合后經(jīng)第一造粒得到第一粉料：第一陶瓷坯料：99％-99.9％；第一分散劑：0.1％-1.0％；將以下質(zhì)量百分含量的組分混合后經(jīng)第二造粒得到第二粉料：第二陶瓷坯料：60％-95％；第二分散劑：0.1％-1.0％；發(fā)泡劑：0.1％-5.0％；促熔劑：4.8％-39.8％；將所述第一粉料與所述第二粉料混合后得到第三粉料，將所述第三粉料燒結(jié)后得到所述發(fā)泡陶瓷。可選地，所述第一粉料與所述第二粉料的質(zhì)量比為1:(1-3)。可選地，所述第一粉料的粒徑為20μm-200μm；可選地，所述第二粉料的粒徑為0.4mm-5mm。可選地，所述第一粉料的粒徑大于所述第二粉料的粒徑。可選地，所述第一粉料的始熔溫度大于所述第二粉料的發(fā)泡溫度；所述燒結(jié)的最高溫度大于所述第二粉料的發(fā)泡溫度且小于所述第一粉料的始熔溫度。可選地，所述第一粉料的始熔溫度大于或等于1200℃。可選地，所述第二粉料的發(fā)泡溫度為1070℃-1110℃。可選地，所述燒結(jié)的最高溫度為1070℃-1200℃。可選地，所述燒結(jié)的燒結(jié)時間為18h-30h。可選地，所述第一陶瓷坯料包括粘土、尾礦、粉煤灰、石英或氧化鋁中的一種或多種。可選地，所述第二陶瓷坯料包括粘土、尾礦、粉煤灰、石英、氧化鈣、氧化鋁、長石或硅灰石中的一種或多種。可選地，所述第一分散劑包括硅酸鈉、二乙酸鈉、碳酸鈉或聚丙烯酰胺中的一種或多種。可選地，所述第二分散劑包括硅酸鈉、二乙酸鈉、碳酸鈉或聚丙烯酰胺中的一種或多種。可選地，所述發(fā)泡劑包括三氧化二鐵、碳化硅、碳、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鎂、碳酸鈣、硫酸鋁或二氧化錳中的一種或多種。可選地，所述促熔劑包括滑石、氧化鈣、長石、硅灰石或粉煤灰中的一種或多種。本申請第二方面提供的發(fā)泡陶瓷的制備方法生產(chǎn)周期短，降低了能耗，并且操作簡便，適合工業(yè)化量產(chǎn)。附圖說明圖1為本申請一實施方式提供的第三粉料的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本申請另一實施方式提供的第三粉料的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本申請一實施方式提供的隧道窯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本申請實施例1提供的發(fā)泡陶瓷的形貌圖；圖5為本申請實施例1提供的發(fā)泡陶瓷粒的形貌圖；圖6為本申請對比例1提供的普通發(fā)泡陶瓷灼燒10s時的產(chǎn)品狀態(tài)圖；圖7為本申請實施例2提供的發(fā)泡陶瓷灼燒過程中的產(chǎn)品狀態(tài)圖，其中，圖7中(a)為實施例2發(fā)泡陶瓷被灼燒1分鐘時的產(chǎn)品狀態(tài)圖；圖7中(b)為實施例2發(fā)泡陶瓷被灼燒10分鐘時的產(chǎn)品狀態(tài)圖；圖7中(c)為實施例2發(fā)泡陶瓷被灼燒10分鐘后冷卻的產(chǎn)品狀態(tài)圖。具體實施方式下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。發(fā)泡陶瓷由于內(nèi)部具有大量的封閉氣孔，因此具有輕質(zhì)、隔熱、保溫的優(yōu)點。然而當(dāng)發(fā)泡陶瓷表面受到高溫加熱時，封閉氣孔內(nèi)的氣體發(fā)生膨脹，氣體膨脹達到極限時發(fā)泡陶瓷容易炸裂，因此發(fā)泡陶瓷的耐火極限低，不利于發(fā)泡陶瓷的安全性能。為提高發(fā)泡陶瓷的熱穩(wěn)定性和耐火極限，本申請?zhí)峁┝艘环N發(fā)泡陶瓷，該發(fā)泡陶瓷具有特殊的孔結(jié)構(gòu)，從而顯著地提高了發(fā)泡陶瓷的耐火性能，并且該結(jié)構(gòu)的發(fā)泡陶瓷燒結(jié)時間短，燒結(jié)成本低，有利于發(fā)泡陶瓷的推廣使用。本申請中，發(fā)泡陶瓷包括多個發(fā)泡陶瓷粒，其中，發(fā)泡陶瓷粒為發(fā)泡陶瓷原料經(jīng)燒結(jié)后形成的顆粒，發(fā)泡陶瓷粒內(nèi)部為正常發(fā)泡形成的蜂窩狀的閉氣孔；發(fā)泡陶瓷粒之間部分粘連，多個發(fā)泡陶瓷粒堆積形成發(fā)泡陶瓷，多個發(fā)泡陶瓷粒之間堆積形成的縫隙構(gòu)成發(fā)泡陶瓷的開氣孔，其中，開氣孔指的是發(fā)泡陶瓷中與外界相連通的氣孔。本申請中，發(fā)泡陶瓷中的開氣孔能夠緩解發(fā)泡陶瓷受熱時封閉氣孔內(nèi)的氣體膨脹壓力，從而增強發(fā)泡陶瓷的防爆性能，并且開氣孔是由發(fā)泡陶瓷顆粒間的縫隙構(gòu)成，從而保證開氣孔均勻地分布在發(fā)泡陶瓷中，使發(fā)泡陶瓷具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且該氣孔有利于縮短發(fā)泡陶瓷制備過程中的退火時間，從而加快生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)能。本申請實施方式中，發(fā)泡陶瓷粒的平均粒徑為0.4mm-5.0mm。發(fā)泡陶瓷粒的粒徑具體可以但不限于為0.4mm、0.5mm、0.7mm、1mm、2mm、4mm或5mm。本申請中，發(fā)泡陶瓷粒的粒徑會影響開氣孔的孔徑大小，控制發(fā)泡陶瓷粒的粒徑在上述范圍時，可以保證發(fā)泡陶瓷粒之間堆積的縫隙能有效地緩解閉氣孔氣體膨脹的沖擊力，并且發(fā)泡陶瓷具有較高的結(jié)構(gòu)強度和隔音隔熱性能。本申請實施方式中，發(fā)泡陶瓷的開口氣孔本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種發(fā)泡陶瓷，其特征在于，所述發(fā)泡陶瓷包括多個發(fā)泡陶瓷粒；所述發(fā)泡陶瓷粒包括蜂窩狀的閉氣孔；所述發(fā)泡陶瓷具有開氣孔，所述開氣孔由所述多個發(fā)泡陶瓷粒的顆粒間縫隙構(gòu)成。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種發(fā)泡陶瓷，其特征在于，所述發(fā)泡陶瓷包括多個發(fā)泡陶瓷粒；所述發(fā)泡陶瓷粒包括蜂窩狀的閉氣孔；所述發(fā)泡陶瓷具有開氣孔，所述開氣孔由所述多個發(fā)泡陶瓷粒的顆粒間縫隙構(gòu)成。


2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)泡陶瓷，其特征在于，所述發(fā)泡陶瓷粒的平均粒徑為0.4mm-5mm。


3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)泡陶瓷，其特征在于，所述發(fā)泡陶瓷的開口氣孔率為2％-25％。


4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的發(fā)泡陶瓷，其特征在于，所述開氣孔的平均孔徑為0.1mm-5mm；所述閉氣孔的平均孔徑為0.01mm-0.5mm。


5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的發(fā)泡陶瓷，其特征在于，所述發(fā)泡陶瓷的密度為400kg/m3-1200kg/m3。


6.一種發(fā)泡陶瓷的制備方法，其特征在于，包括：
將以下質(zhì)量百分含量的組分混合后經(jīng)第一造粒得到第一粉料：
第一陶瓷坯料：99％-99.9％；
第一分散劑：0.1％-1.0％；
將以下質(zhì)量百分含量的組分混合后經(jīng)第二造粒得到...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭也慶，鐘德京，胡小強，馮唐濤，孫燕，
申請(專利權(quán))人：江西中材新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江西;36