一种基于电泳沉积成型制备氧化铝蜂窝陶瓷坯体的方法

摘要

本发明提供了一种基于电泳沉积成型制备氧化铝蜂窝陶瓷坯体的方法，按重量份数计：氧化铝粉体100份、溶剂40-95份、表面活性剂0.5-5份、粘结剂0.5-2份、塑化剂0.5-2份，混合均匀，球磨12-24小时，然后进行电泳沉积，制得氧化铝蜂窝陶瓷坯体，平均孔径为0.5-2mm。本发明制备过程无需任何模板模具，减少成型成本，工艺简单。

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，具体涉及一种基于电泳沉积成型制备氧化铝蜂窝陶瓷坯体的方法。

背景技术

蜂窝陶瓷一种多孔性的工业用陶瓷，其内部是许多贯通的圆形或者多边形的平行通道，这些蜂窝体单元由格子状的簿的间壁分割而成。蜂窝陶瓷具有化学稳定性好，耐酸碱及有机溶剂；极好的抗热震性，工作温度高；较强的结构稳定性，孔径分布狭窄，渗透率高等优点，广泛应用于化工、电力、冶金、石油、电子电器、机械等工业中。

目前蜂窝陶瓷坯体的制备方法主要是挤出成型和浸渍成型。这两种成型方法均需要使用模具，挤出成型对模具的损耗较大，而浸渍成型的模板则是一次性的，因此模板模具的消耗都较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电泳沉积成型制备氧化铝蜂窝陶瓷坯体的方法，制备过程无需任何模板模具，减少成型成本，工艺简单。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于电泳沉积成型制备氧化铝蜂窝陶瓷坯体的方法，按重量份数计：氧化铝粉体100份、溶剂40-95份、表面活性剂0.5-5份、粘结剂0.5-2份、塑化剂0.5-2份，混合均匀，球磨12-24小时，然后进行电泳沉积，制得氧化铝蜂窝陶瓷坯体，平均孔径为0.5-2mm。

所述的溶剂中含有水。

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵。

所述的粘结剂为聚乙烯醇或羧甲基纤维素。

所述的塑化剂为硅酸酯偶联剂。

所述的电泳沉积为直流电泳沉积，直流电压为30-300V。

本发明的显著优点在于：

（1）本发明在制备蜂窝陶瓷时无需使用任何模板模具，减少了成型的成本。

（2）本发明可以通过控制电压大小来调节孔径尺寸，通过沉积时间来调节沉积厚度，工艺简单。

（3）本发明方法可以通过改变电极性质来自由调整蜂窝陶瓷的最终形状，非常有利于制备不规则形状的陶瓷材料。

附图说明

图1是沉积电压与孔径尺寸的关系图。

具体实施方式

本发明利用带电颗粒在电场下向电极方向移动并沉积的原理，使用离子型表面活性剂使陶瓷颗粒表面带电，然后通过直流电泳沉积在电极上沉积。

本发明利用水作为溶剂在大电压下会在电极出电离并放出气体的原理，使在电极处沉积的氧化铝颗粒受到放出气体的冲击而脱离电极，形成稳定的气孔，最终形成垂直于电极方向的通道。

所述的带电颗粒具体是指氧化铝的悬浮液，按重量份数计：氧化铝粉体100份、溶剂40-95份、表面活性剂0.5-5份、粘结剂0.5-2份、塑化剂0.5-2份，混合均匀，球磨12-24小时。

所述的电泳沉积是将电极水平置于制得的氧化铝悬浮液中，电极之间的距离为2-5cm。电极为金属电极或石墨电极。采用直流电泳沉积进行沉积，沉积电压为30-300V，沉积时间为5-20分钟。

所述的氧化铝蜂窝陶瓷坯体是指将电泳沉积得到的沉积物在0-120℃的温度范围内干燥6-24小时，在含水率为15-30%的时候将其从电极上取下。

实施例1

1、氧化铝悬浮液的制备

将100g氧化铝粉体配料后分散在1L水中，加入3g十二烷基苯磺酸钠，球磨12小时。然后再加入聚乙烯醇1g，硅酸酯偶联剂2g，再用超声振动30分钟。

2、电泳沉积氧化铝蜂窝陶瓷坯体

将不锈钢电极（尺寸为2cm*2cm*0.3cm）水平置于制得的氧化铝悬浮液中，电极之间的距离为3cm。采用直流电泳沉积进行沉积，沉积电压为100V，沉积时间为10分钟。坯体厚度为1.5cm，平均孔径为1mm。

3、坯体的干燥

将沉积电极从悬浮液中取出，在自然条件下风干15小时，用刮刀将坯体从电极上刮下后再进行风干9小时，获得获得氧化铝蜂窝陶瓷坯体，孔隙率约为25%。

实施例2

1、氧化铝悬浮液的制备

将100g氧化铝粉体配料后分散在1L乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的比例为（25:75），加入3g十六烷基三甲基溴化铵，球磨24小时。然后再加入聚乙烯醇1g，硅酸酯偶联剂2g，再用超声振动60分钟。

2、电泳沉积氧化铝蜂窝陶瓷坯体

将石墨电极（尺寸为2cm*2cm*0.5cm）水平置于制得的氧化铝悬浮液中，电极之间的距离为5cm。采用直流电泳沉积进行沉积，沉积电压为300V，沉积时间为20分钟。坯体厚度为3cm，平均孔径为1.8mm。

3、坯体的干燥

将沉积电极从悬浮液中取出，在80^oC的干燥箱中烘干2.5小时，用刮刀将坯体从电极上刮下后再进行烘干5小时，获得氧化铝蜂窝陶瓷坯体，孔隙率约为40%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。