一种低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术属于陶瓷技术领域，具体涉及一种低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法。所述堇青石蜂窝陶瓷由无机原料、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸镁组成，所述无机原料的各组分配比按重量份数计为：滑石粉41～45，氧化铝粉0～35，氢氧化铝粉42～0，石英粉和/或石英玻璃粉20～24，所述羟丙基甲基纤维素的添加量为所述无机原料质量的7％和所述硬脂酸镁的添加量为所述无机原料质量的2％。本发明专利技术制备得到的堇青石蜂窝陶瓷热胀系数低，热胀系数在0.65～0.85×10-6/℃(25～800℃)之间，成本较低，能用做国四、国五尾气排放标准之催化净化器的载体，是生产堇青石蜂窝陶瓷载体的一种选择。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于陶瓷
，具体涉及一种低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷及其制备方 法。
技术介绍
堇青石蜂窝陶瓷是一种由印度石，而不是堇青石构成的单相陶瓷。印度石与堇青 石为同质二象关系，早期专利技术人将蜂窝陶瓷中的印度石误判为堇青石，并以此冠名之；待后 人证明其中晶相是印度石而不是堇青石时，"堇青石蜂窝陶瓷"的名称已被广泛接受，后人 只好沿用之。 堇青石蜂窝陶瓷是以柴油、汽油和天然气等为燃料的机动车尾气催化净化装置中 的核心部件，它既是催化剂的载体又是机动车尾气的排放通道。汽车发动机出口的气体温 度在800°C 土，汽车发动机在使用中的频繁启动和熄火，使陶瓷载体长期反复承受从室温 〃80(rC的热震冲击；如果抗热震性（Λ T)差，蜂窝陶瓷载体很快就会碎裂，以致催化净化 器失效。陶瓷的Λ T越高，其热胀系数越低，故业内通常用热胀系数区别和表征蜂窝陶瓷的 Λ Τ。热胀系数低的载体可紧靠汽车发动机出口，热胀系数高的载体只能远离汽车发动机出 口。然而，荷载催化剂的载体距离发动机出口越近，尾气的净化效率越高。 在我国有所谓"熟料"和"生料"堇青石蜂窝陶瓷之分。前者是直接用印度石粉再 烧结而成，后者使用矿物原料和工业原料经过高温反应烧结而成。目前，国内外制造生料 堇青石蜂窝陶瓷所用无机原料是滑石、高岭石、偏高岭石和氧化铝粉，或者滑石、高岭石、偏 高岭石、氧化铝和石英粉等。国内外制造堇青石蜂窝陶瓷的基本步骤是一样的：①按配方 称料、形成配合料，并充分混匀之；②在混匀的配合粉料中加入适量的水，并将之混炼成粘 性很好的筒状泥料；③使筒状泥料通过蜂窝陶瓷模具成型为蜂窝陶瓷坯体；④将坯体烘干 后，烧结成堇青石蜂窝陶瓷。由于所用的原料种类、原料特征、原料配比、配合料加工工艺和 陶瓷烧结制度等的不同，不同人制造的堇青石蜂窝陶瓷的热胀系数各不相同。然而，堇青石 蜂窝陶瓷的热胀系数越低，其适用范围越广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。 为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为： -种低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于，由无机原料、羟丙基甲基纤维素 和硬脂酸镁组成，所述无机原料的各组分配比按重量份数计为：滑石粉41~45,氧化铝粉 0~35,氢氧化铝粉42~0,石英粉和/或石英玻璃粉20~24,所述羟丙基甲基纤维素的 添加量为所述无机原料质量的7%和所述硬脂酸镁的添加量为所述无机原料质量的2%。 上述方案中，所述滑石粉的05。为15_25μπι，滑石颗粒为片状，形态指数 (MI)彡 0· 90,滑石组分中 CaO 含量彡 0· 15wt%，Na2OK2O 彡 0· 10wt%。 上述方案中，所述氧化铝粉的D5。彡2 μπι;氧化铝组分中Na2O含量彡0. 25wt%。 上述方案中，所述氢氧化铝粉的D5。彡5 μL?;氢氧化铝组分中Na2O含量 < 0· 2wt% 〇 上述方案中，所述石英粉的D5。彡ΙμL?;石英组分中Na2O含量彡0.1 Owt %， K2O 彡 0. 20wt%。 上述方案中，所述石英玻璃粉的D5。彡5 μπι;石英玻璃组分中Na2O含量 彡 0· IOwt %，K2O 彡 0· 20wt %。 -种低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)按各组分配比称取原料，充分混匀后形成配合料，加入去离子水并在真空条件 下充分混炼成均匀的泥料； (2)将混炼好的泥料投入陶瓷真空挤出机成型为蜂窝陶瓷坯体，并将湿胚微波烘 干； (3)烘干后的蜂窝陶瓷坯体置于窑内烧结后得到堇青石蜂窝陶瓷。 上述方案中，所述真空条件的真空度为4X 10 2Pa~6X 10 2Pa。 上述方案中，所述烧结的烧结制度为：温度1400~1430°C，保温8~12小时。 上述方案中所述陶瓷真空挤出机为立式陶瓷真空挤出机或卧式陶瓷真空挤出机。 本专利技术的有益效果如下：本专利技术在原料种类、原料特征、配方中原料的比例和烧 结温度与时间上进行了特定的限定，制备得到的堇青石蜂窝陶瓷热胀系数低，热胀系数在 0. 65~0. 85X 10 6/°C (25~800°C )之间，成本较低，能用做国四尾气排放标准之催化净 化器的载体，是生产堇青石蜂窝陶瓷载体的一种选择。【具体实施方式】 为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的 内容不仅仅局限于下面的实施例。 以下实施例中，所述滑石粉的仏。为15_25μπι，滑石颗粒为片状，形态指数 (MI)彡0· 90,滑石组分中CaO含量彡0· 15wt%，Na2OK2O彡0· 10wt% ;所述氧化铝粉的 D5。彡2 μπι ;氧化铝组分中Na 20含量彡0. 25wt% ;所述氢氧化铝粉的D5。彡5 μπι;氢氧化铝 组分中Na2O含量彡0· 2wt%;所述石英粉的D5。彡1 μπι;石英组分中Na2O含量彡0· 10wt%， K2O彡0· 20wt % ;所述石英玻璃粉的D5。彡5 μ m ;石英玻璃组分中Na 20含量彡0· IOwt %， K2O 彡 0. 20wt%。 实施例1 -种低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷，由无机原料、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸镁组 成，所述无机原料的各组分配比按重量份数计为：滑石粉：41~45,氧化铝粉：34~35,氢 氧化铝粉：20~24,石英粉：20~24,所述羟丙基甲基纤维素的添加量为所述无机原料质 量的7%和所述硬脂酸镁的添加量为所述无机原料质量的2%。 上述低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷的制备方法，包括如下步骤：（1)按各组分配比 称取原料，充分混匀后形成配合料，加入去离子水（质量为无机原料质量的35-38% )并 在真空条件下（真空度为6X10 2Pa)充分混炼成均匀的泥料；（2)将混炼好的泥料投入立 式陶瓷真空挤出机成型为蜂窝陶瓷坯体，湿坯经微波烘干后，直接进入窑中烧结；烧结制度 为：1400~1430°C下保温8小时，烧结后得到堇青石蜂窝陶瓷。 本实施例制备得到的堇青石蜂窝陶瓷中印度石相的体积含量95% 土，杂晶相（尖 晶石+假蓝宝石或莫来石）体积含量3% 土，玻璃相体积含量2% 土。制备得到的堇青石 蜂窝陶瓷的热胀系数为（〇. 83±0. 04) X 10 6/°C (25~800°C )。 实施例2 -种低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷，由无机原料、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸镁组 成，所述无机原料的各组分配比按重量份数计为：滑石粉41~45,氢氧化铝粉38~42,石 英粉20~24,所述羟丙基甲基纤维素的添加量为所述无机原料质量的7%和所述硬脂酸镁 的添加量为所述无机原料质量的2%。 上述低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷的制备方法，包括如下步骤：（1)按各组分配比 称取原料，充分混匀后形成配合料，加入去离子水（质量为无机原料质量的35% )并在真 空条件下（真空度为6X10 2Pa)充分混炼成均匀的泥料；（2)将混炼好的泥料投入卧式陶 瓷真空挤出机成型为蜂窝陶瓷坯体，湿坯经微波烘干后，直接进入窑中烧结；烧结制度为： 1400~1430°C下保温8小时，烧结后得到堇青石蜂窝陶瓷。 本实施例制备得到的堇青石蜂窝陶瓷中印度石相的体积含量96% 土，杂晶相（尖 晶石+假蓝宝石或莫来石）体积含量2. 5% 土，玻璃相体积含量1. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低热胀系数堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于，由无机原料、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸镁组成，所述无机原料的各组分配比按重量份数计为：滑石粉41～45，氧化铝粉0～35，氢氧化铝粉42～0，石英粉和/或石英玻璃粉20～24，所述羟丙基甲基纤维素的添加量为所述无机原料质量的7％，所述硬脂酸镁的添加量为所述无机原料质量的2％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何涌，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42