氧化镁泡沫陶瓷及其制备方法技术

本申请涉及无机非金属材料中的绝热保温、隔音和过滤用泡沫陶瓷材料，特别地涉及到一种氧化镁(MgO)泡沫陶瓷的制备方法。其中，氧化镁泡沫陶瓷的制备方法包括如下步骤：将氧化镁粉体和去离子水与硅溶胶一同球磨处理，得到混合浆料；在所述混合浆料中加入十二烷基硫酸钠溶液，双氧水和二氧化锰发泡，得到发泡浆料；将所述发泡浆料注入模具中，干燥并脱模，得到胚体；将所述胚体烧结，得到氧化镁泡沫陶瓷。本申请解决了常温常压下氧化镁粉体的发泡问题。具有工艺简单，制备周期短，样品形状可控，气孔率高、重复性好的优势。重复性好的优势。重复性好的优势。

【技术实现步骤摘要】
氧化镁泡沫陶瓷及其制备方法


[0001]本申请涉及无机非金属材料中的绝热保温、隔音和过滤用泡沫陶瓷材料，特别地涉及到一种氧化镁泡沫陶瓷及其制备方法。

技术介绍

[0002]泡沫陶瓷是一种外观呈泡沫状，同时具有优良陶瓷特性的多孔陶瓷材料。这类陶瓷具有孔隙率高(70％～90％)、容重低(0.25g/cm3～0.65g/cm3)、耐化学腐蚀等特点，并且可以根据使用要求调整泡沫陶瓷的外观形状、孔径尺寸以及化学性能等。氧化镁泡沫陶瓷材料具有良好的三维立体网状骨架结构，孔隙率高、热容小、有一定的抗压强度，因此无论是作为过滤器或是作为绝热保温、隔音材料都有着很好的应用前景。
[0003]泡沫陶瓷的制备工艺主要有：有机泡沫浸渍法，添加造孔剂法，冷冻干燥法等。有机泡沫浸渍法由于需要高温排除有机物，所以对环境有所污染；添加造孔剂法得到的气孔不均匀且气孔率较低，一般在50％以下；冷冻干燥法成本较高也无法控制气泡的形成。

技术实现思路

[0004]为实现上述目的，本申请提供了一种氧化镁泡沫陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
[0005]将氧化镁粉体和去离子水与硅溶胶一同球磨处理，得到混合浆料；
[0006]在混合浆料中加入十二烷基硫酸钠溶液，双氧水和二氧化锰发泡，得到发泡浆料；
[0007]将发泡浆料注入模具中，干燥并脱模，得到胚体；
[0008]将胚体烧结，得到氧化镁泡沫陶瓷。
[0009]本申请还提供了一种氧化镁泡沫陶瓷，采用上述方法制备而成。
[0010]可选地，氧化镁粉体的年，平均粒径为0.5～1um。
[0011]可选地，各原料的比例按重量克数计，分别为：7.5～10g氧化镁粉体、
[0012]20～30g去离子水，0.075～0.1g十二烷基硫酸钠溶液，0.5～1.5g双氧水，
[0013]0.003～0.01g二氧化锰，0.225g硅溶胶。
[0014]可选地，球磨处理为，在行星球磨机上以250r/min的速度球磨2～4小时。
[0015]可选地，发泡过程包括：在混合浆料内加入相对于氧化镁粉体1wt％～3wt％的十二烷基硫酸钠溶液，以及相对于氧化镁粉体5wt％～20wt％的双氧水，进行磁力搅拌30min后，加入相对于氧化镁粉体0.03wt％～0.13wt％的二氧化锰继续催化发泡7～15min。
[0016]可选地，双氧水为优级纯30％过氧化氢，十二烷基硫酸钠溶液为5wt％的溶液。
[0017]可选地，模具包括本体和石膏板，本体为两端开口的空心圆柱体，石膏板垫在本体的底部并覆盖位于底部的开口。
[0018]可选地，干燥步骤包括：在通风烘箱内以30℃的环境温度烘干24h，脱模步骤包括：以100～120℃的环境烘干1～2h。
[0019]可选地，胚体烧结，包括胚体所在的环境温度从室温以2℃/min的速率升至900℃，然后以1℃/min的速率升至1550℃，并保温120min；
[0020]在完成胚体烧结后，将胚体所在的环境温度从1550℃以1℃/min的速率降至900℃，然后以2℃/min的速率降至600℃，最后自然降温以便取用氧化镁泡沫陶瓷。
[0021]本申请提出的氧化镁泡沫陶瓷具有如下优点：
[0022]1、本申请制备氧化镁泡沫陶瓷的工艺简单，原料成本低廉，并且可以稳定制得70.62％～79.47％气孔率的氧化镁泡沫陶瓷，适合工业化大批量生产。
[0023]2、采用本申请所提供的方法所制备的氧化镁泡沫陶瓷可以获得
[0024]3.27MPA～13.75MPA的抗压强度。
[0025]3、在本申请的方法的制备过程中，不使用有毒溶剂或重金属材料，对环境更加友好。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请的实施方式，下面将对相关的附图做出简单介绍。可以理解，下面描述中的附图仅用于示意本申请的一些实施方式，本领域普通技术人员还可以根据这些附图获得本文中未提及的许多其他的技术特征。
[0027]图1为高温烧结后氧化镁泡沫陶瓷的SEM图；
[0028]图2为高温烧结后氧化镁泡沫陶瓷的XRD图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图，对本申请进行详细说明。
[0030]本申请的专利技术人发现，在现有技术中，为了解决氧化镁泡沫陶瓷的发泡问题，人们尝试通过不同的方法对氧化镁粉体进行发泡，以提高其气孔率。
[0031]例如，有研究者利用有机泡沫浸渍法，添加造孔剂法，冷冻干燥法等制备氧化镁泡沫陶瓷。有机泡沫浸渍法由于需要高温排除有机物，所以对环境有所污染；添加造孔剂法得到的气孔不均匀且气孔率较低，一般在50％以下；冷冻干燥法成本较高也无法控制气泡的形成。
[0032]有鉴于此，在本申请的实施例中，公开了一种氧化镁泡沫陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
[0033]将氧化镁粉体和去离子水与硅溶胶一同球磨处理，得到混合浆料；
[0034]在混合浆料中加入十二烷基硫酸钠溶液，双氧水和二氧化锰发泡，得到发泡浆料；
[0035]将发泡浆料注入模具中，干燥并脱模，得到胚体；
[0036]将胚体烧结，得到氧化镁泡沫陶瓷。
[0037]本申请还提供了一种氧化镁泡沫陶瓷，采用上述方法制备而成。
[0038]可选地，氧化镁粉体的年，平均粒径为0.5～1um。
[0039]可选地，各原料的比例按重量克数计，分别为：7.5～10g氧化镁粉体、
[0040]20～30g去离子水，0.075～0.1g十二烷基硫酸钠溶液，0.5～1.5g双氧水，
[0041]0.003～0.01g二氧化锰，0.225g硅溶胶。
[0042]可选地，球磨处理为，在行星球磨机上以250r/min的速度球磨2～4小时。
[0043]可选地，发泡过程包括：在混合浆料内加入相对于氧化镁粉体1wt％～3wt％的十二烷基硫酸钠溶液，以及相对于氧化镁粉体5wt％～20wt％的双氧水，进行磁力搅拌30min
后，加入相对于氧化镁粉体0.03wt％～0.13wt％的二氧化锰继续催化发泡7～15min。
[0044]可选地，双氧水为优级纯30％过氧化氢，十二烷基硫酸钠溶液为5wt％的溶液。
[0045]可选地，模具包括本体和石膏板，本体为两端开口的空心圆柱体，石膏板垫在本体的底部并覆盖位于底部的开口。
[0046]可选地，干燥步骤包括：在通风烘箱内以30℃的环境温度烘干24h，脱模步骤包括：以100～120℃的环境烘干1～2h。
[0047]可选地，胚体烧结，包括胚体所在的环境温度从室温以2℃/min的速率升至900℃，然后以1℃/min的速率升至1550℃，并保温120min；
[0048]在完成胚体烧结后，将胚体所在的环境温度从1550℃以1℃/min的速率降至900℃，然后以2℃/min的速率降至600℃，最后自然降温以便取用氧化镁泡沫陶瓷。本申请具体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化镁泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化镁粉体和去离子水与硅溶胶一同球磨处理，得到混合浆料；在所述混合浆料中加入十二烷基硫酸钠溶液，双氧水和二氧化锰发泡，得到发泡浆料；将所述发泡浆料注入模具中，干燥并脱模，得到胚体；将所述胚体烧结，得到氧化镁泡沫陶瓷。2.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化镁粉体的平均粒径为0.5～1um。3.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，各原料的比例按重量克数计，分别为：7.5～10g氧化镁粉体、20～30g去离子水，0.075～0.1g十二烷基硫酸钠溶液，0.5～1.5g双氧水，0.003～0.01g二氧化锰，0.225g硅溶胶。4.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨处理为，在行星球磨机上以250r/min的速度球磨2～4小时。5.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，所述发泡过程包括：在所述混合浆料内加入相对于氧化镁粉体1wt％～3wt％的十二烷基硫酸钠溶液，以及相对于氧化镁粉体5wt％～20wt％的双氧水，进行磁力搅拌30min后，加入相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢建军，姚舜，许勇根，施鹰，范灵聪，雷芳，章蕾，邓兆均，赖兴炜，余文品，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：