一种制备透气性材料的方法

摘要

本发明涉及一种透气性材料的制备方法。其目的是为了提供一种制备高强度透气性材料的方法，本发明包括取料、球磨、造粒、制作带孔洞块材、填装松装粉、松装预烧结、酸处理、松装烧结、冷却步骤。其中以质量百分比计，原料组分为：Al2O3：80％～89％；ZrO2：6％～13％；MgO：0.5％～1％，SiO2：0.01％～0.05％；碳粉：4％～13％；使用该制备方法生产透气性材料，工艺简单、可操作性强、生产效率高、适用于各种透气性材料的制备，且生产出来的透气性材料结构强度大、透气性好的优点。

权利要求

1.一种制备透气性材料的方法，包括如下步骤：a)取料：称取各种原料，其中以质量百分比计：Al2O3：80％～89％；ZrO2：6％～13％；

MgO：0.5％～1％，SiO2：0.01％～0.05％；碳粉：4％～13％；

b)球磨：将上述称取的各原料均匀混合后放入球磨机中球磨45h得到混合粉末；

c)造粒：将上述球磨得到的混合粉末及适量的胶黏剂PVA加入到造粒机中进行造粒，制得原料颗粒；

d)制作带孔洞块材：将上述制得的原料颗粒加入模具，经模压工艺制作成具有预设数量孔洞的块材；

e)填装松装粉：将上述制得的块材上的孔洞用松装粉完全填充；

f)松装预烧结：将填充了松装粉的块材置于钟罩炉内进行预烧结，预烧结温度为1350℃～1460℃，预烧结时间为3h；

g)酸处理：将上述经预烧结的块材放入HCl溶液中浸泡1～3h，其中HCl溶液浓度为

1mol/L，温度为85℃～97℃；

h)松装烧结：将上述经酸处理的块材再次放入钟罩炉内进行烧结，其中烧结温度为

1440～1500℃，烧结时间为1.2～3h；

i)冷却：将上述经烧结的块材在钟罩炉内自然降温，直至达到室温，至此透气性材料制作完成。

2.根据权利要求1所述的一种制备透气性材料的方法，其特征在于：所述块材的孔洞为直线形。

3.根据权利要求1所述的一种制备透气性材料的方法，其特征在于：所述块材的孔洞为曲线形。

4.根据权利要求1所述的一种制备透气性材料的方法，其特征在于：所述松装烧结是在分解氨环境下进行的。

说明书

一种制备透气性材料的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种透气性材料的制备方法。

背景技术

[0002] 透气材料广泛用于真空吸盘，塑胶射出或金属铸造时的排气，或者用于控制气体流动速率(如电浆之产生)。

[0003] 目前透气性材料的制备方法主要有三种，一种是松装烧结粉末方式，使用该方法制备的透气性材料透气性孔径恰好，但缺点是结构强度太弱，耐磨性偏低，尤其对于金属透气性材料而言，使用该方式制备难度太大。另外一种制备方式是对致密化块材进行机械加工，得到垂直于使用面的规则性排列微细直穿孔，使用该方式制备透气性材料强度较大、耐磨性较好，但的加工成本昂贵，且透气孔径太大，不适用于生产细小孔径的透气性材料。第三种是以埋线方式，将粉末与塑胶线成形，最终将塑胶线烧除，并将粉末烧结致密，而得到垂直于使用面之直穿孔洞，使用该制备方式的过程中，塑胶线之穿洞程序非常繁琐，产出效率不高。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种制备透气性材料的方法，使用该制备方法生产透气性材料，工艺简单、可操作性强、生产效率高、适用于各种透气性材料的制备，且生产出来的透气性材料结构强度大、透气性好的优点。

[0005] 本发明一种制备透气性材料的方法，包括如下步骤：

[0006] a)取料：称取各种原料，其中以质量百分比计：Al2O3：80％～89％；ZrO2：6％～13％；MgO：0.5％～1％，SiO2：0.01％～0.05％；碳粉：4％～13％；

[0007] b)球磨：将上述称取的各原料均匀混合后放入球磨机中球磨45h得到混合粉末；

[0008] c)造粒：将上述球磨得到的混合粉末及适量的胶黏剂PVA加入到造粒机中进行造粒，制得原料颗粒；

[0009] d)制作带孔洞块材：将上述制得的原料颗粒加入模具，经模压工艺制作成具有预设数量孔洞的块材；

[0010] e)填装松装粉：将上述制得的块材上的孔洞用松装粉完全填充；

[0011] f)松装预烧结：将填充了松装粉的块材置于钟罩炉内进行预烧结，预烧结温度为1350℃～1460℃，预烧结时间为3h；

[0012] g)酸处理：将上述经预烧结的块材放入HCl溶液中浸泡1～3h，其中HCl溶液浓度为1mol/L，温度为85℃～97℃；

[0013] h)松装烧结：将上述经酸处理的块材再次放入钟罩炉内进行烧结，其中烧结温度为1440～1500℃，烧结时间为1.2～3h；

[0014] i)冷却：将上述经烧结的将块材在钟罩炉内自然降温，直至达到室温，至此透气性材料制作完成。

[0015] 本发明一种制备透气性材料的方法，其中所述块材的孔洞为直线形。

[0016] 本发明一种制备透气性材料的方法，其中所述块材的孔洞为曲线形。

[0017] 本发明一种制备透气性材料的方法，其中所述松装烧结是在分解氨环境下进行的。

[0018] 本发明一种制备透气性材料的方法将现有的松装烧结粉末方式和机械加工方式两种制备透气性材料的工艺结合起来。首先通过机械加工方式制备带有孔洞的块材，然后对块材孔洞进行填装松装粉，然后对填充了松装粉的块材整体烧结。烧结完毕，松装粉在块材的孔洞内形成致密的透气通道，块材作为透气性材料的支撑体，而由于块材质地坚硬、具有较高的强度和耐磨性能，因而使用本发明一种制备透气性材料的方法制备的透气性材料具有较高的强度和耐磨性能，同时透气的孔径也不至于太大。综合来看本发明一种制备透气性材料的方法汲取了松装烧结粉末方式和机械加工方式制备透气性材料的优势，去除了松装烧结粉末方式和机械加工方式制备透气性材料的劣势。

具体实施方式

[0019] 实施例一：

[0020] 一种制备透气性材料的方法，包括如下步骤：

[0021] a)取料：称取各种原料，其中以质量百分比计：Al2O3：85％；ZrO2：9％；MgO：0.8％，SiO2：0.03％；碳粉：5.17％；其中碳粉起到成孔剂的作用；

[0022] b)球磨：将上述称取的各原料均匀混合后放入球磨机中球磨45h得到混合粉末；

[0023] c)造粒：将上述球磨得到的混合粉末及适量的胶黏剂PVA加入到造粒机中进行造粒，制得原料颗粒；此处的PVA用量是混合粉末总质量的4％。

[0024] d)制作带孔洞块材：将上述制得的原料颗粒加入模具，经模压工艺制作成具有预设数量孔洞的块材；块材上的孔洞既可以是直线型的，也可以是曲线形的。

[0025] e)填装松装粉：将上述制得的块材上的孔洞用松装粉完全填充；

[0026] f)松装预烧结：将填充了松装粉的块材置于钟罩炉内在分解氨环境下进行预烧结，预烧结温度为1350℃，预烧结时间为3h；

[0027] g)酸处理：将上述经预烧结的块材放入HCl溶液中浸泡1h，其中HCl溶液浓度为1mol/L，温度为85℃；

[0028] h)松装烧结：将上述经酸处理的块材再次放入钟罩炉内在分解氨环境下进行烧结，其中烧结温度为1440℃，烧结时间为1.2h；

[0029] i)冷却：将上述经烧结的将块材在钟罩炉内自然降温，直至达到室温，至此透气性材料制作完成。

[0030] 经上述工艺制得的透气性材料中，如果块材上的孔洞为直线型，则流体通过该透气性材料的速率更快，如果块材上的孔洞为曲线型，则流体经该透气性材料的过滤效果更加明显。

[0031] 实施例二：

[0032] 一种制备透气性材料的方法，包括如下步骤：

[0033] a)取料：称取各种原料，其中以质量百分比计：Al2O3：88.95％；ZrO2：6％；MgO：1％，SiO2：0.05％；碳粉：4％；

[0034] b)球磨：将上述称取的各原料均匀混合后放入球磨机中球磨45h得到混合粉末；

[0035] c)造粒：将上述球磨得到的混合粉末及适量的胶黏剂PVA加入到造粒机中进行造粒，制得原料颗粒；此处的PVA用量是混合粉末总质量的9％。

[0036] d)制作带孔洞块材：将上述制得的原料颗粒加入模具，经模压工艺制作成具有预设数量孔洞的块材；块材上的孔洞既可以是直线型的，也可以是曲线形的。

[0037] e)填装松装粉：将上述制得的块材上的孔洞用松装粉完全填充；

[0038] f)松装预烧结：将填充了松装粉的块材置于钟罩炉内在分解氨环境下进行预烧结，预烧结温度为1400℃，预烧结时间为3h；

[0039] g)酸处理：将上述经预烧结的块材放入HCl溶液中浸泡1～3h，其中HCl溶液浓度为1mol/L，温度为90℃；

[0040] h)松装烧结：将上述经酸处理的块材再次放入钟罩炉内在分解氨环境下进行烧结，其中烧结温度为1470℃，烧结时间为2h；

[0041] i)冷却：将上述经烧结的将块材在钟罩炉内自然降温，直至达到室温，至此透气性材料制作完成。

[0042] 实施例三：

[0043] 一种制备透气性材料的方法，包括如下步骤：

[0044] a)取料：称取各种原料，其中以质量百分比计：Al2O3：80％；ZrO2：13％；MgO：0.7％，SiO2：0.03％；碳粉：6.27％；

[0045] b)球磨：将上述称取的各原料均匀混合后放入球磨机中球磨45h得到混合粉末；

[0046] c)造粒：将上述球磨得到的混合粉末及适量的胶黏剂PVA加入到造粒机中进行造粒，制得原料颗粒；此处的PVA用量一般是混合粉末总质量的15％。

[0047] d)制作带孔洞块材：将上述制得的原料颗粒加入模具，经模压工艺制作成具有预设数量孔洞的块材；块材上的孔洞既可以是直线型的，也可以是曲线形的。

[0048] e)填装松装粉：将上述制得的块材上的孔洞用松装粉完全填充；

[0049] f)松装预烧结：将填充了松装粉的块材置于钟罩炉内在分解氨环境下进行预烧结，预烧结温度为1460℃，预烧结时间为3h；

[0050] g)酸处理：将上述经预烧结的块材放入HCl溶液中浸泡3h，其中HCl溶液浓度为1mol/L，温度为97℃；

[0051] h)松装烧结：将上述经酸处理的块材再次放入钟罩炉内在分解氨环境下进行烧结，其中烧结温度为1500℃，烧结时间为3h；

[0052] i)冷却：将上述经烧结的将块材在钟罩炉内自然降温，直至达到室温，至此透气性材料制作完成。

[0053] 按照上述三个实施例的步骤分别制造三个透气性材料，然后对所制得的九个透气性材料的力学性能及透气性能进行测试。

[0054] 力学性能

[0055] 从各实施例制备的透气性材料中分别选取一个作为透气性材料力学性能检测的样本，并将选取的样本分别标号为：样品1～3；将选取的检测样品使用万能试验机进行抗压强度和抗弯曲强度的测试，测试结果如下表：