本发明涉及氧化铝陶瓷制备，特别涉及一种氧化铝陶瓷及其制备方法。
背景技术：
1、工业窑炉作为高温工业中主要的生产设备，其较大的热损耗导致能源利用率低于70％，因此工业窑炉设备的节能降耗势在必行。工业窑炉的隔热保温材料一定程度上降低了能量损耗，因此研制具有隔热效果好、抗热震性能优越等优点的高温隔热材料是工业窑炉发展的重要方向。多孔氧化铝陶瓷由于具有气孔丰富均匀、耐高温、低热导率、较高的高温强度等优点[5-7]而被广泛研究，能够用作高温隔热材料以显著降低热损，提高工业窑炉的能源利用效率。
2、目前关于多孔陶瓷的制备方法为有机泡沫浸渍法、溶胶－凝胶法、物理发泡法以及注浆成型法等。有机泡沫浸渍法是将制备好的陶瓷料浆浸渍到有开孔的有机泡沫上，并通过高温使泡沫燃烧后制备得多孔陶瓷，此方法操作简单，成本较低，但燃烧有机泡沫后会产生污染气体，不利于节能减排，溶胶－凝胶法制备的试样气孔率较高且及分布均匀，但工艺比较复杂，不容易量产，物理发泡法由于可以任意改变造孔剂的种类和掺加量，因而能制成各种不同孔径及分布的多孔陶瓷，从而探究引气剂对保温性能的影响，为此，我们提出一种氧化铝陶瓷及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种氧化铝陶瓷及其制备方法，可以有效解决背景技术中现有的氧化铝陶瓷制备方法，燃烧有机泡沫后会产生污染气体，不利于节能减排，溶胶－凝胶法制备的试样气孔率较高且及分布均匀，但工艺比较复杂，不易量产。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
3、s1：选取氧化铝、苏州土以及煅烧铝矾土作为原料，其中氧化铝质量比为70％、苏州土的质量比为20％，煅烧矾土的质量比为10％；
4、s2：将步骤s1得到的混合物料先进行湿磨，然后再进行干燥，最终得到精细的混合粉料，标记为粉料a备用；
5、s3：选取浓度为0.4g/l的十二烷基硫酸钠溶液、浓度为0.3g/l的十六烷基三甲基溴化铵以及羧甲基纤维素等质量样品；
6、s4：将步骤s3中的混合样品溶解与水中，且水的质量比为45％，再使用搅拌设备进行充分搅拌，得到混合溶液b；
7、s5：将混合溶液b与粉料a进行质量比1:1混合后，使用球磨机进行球磨30min，得到发泡陶瓷料浆，然后进行注浆成型、脱模、干燥以及1500℃-1550℃烧结，最终得到氧化铝陶瓷。
8、优选地，对步骤s5中得到的氧化铝陶瓷进行结构与性能检测，将检测合格的判断为合格产品，将检测不合格的标记为次品。
9、优选地，所述步骤s1中原料氧化铝的具体成分为：质量比为0.06％的sio2、质量比为99.21％的al2o3、质量比为0.01％的fe2o3、质量比为0.06％的gao、质量比为0.44％的nao以及质量比为0.22％的i.l，步骤s1中氧化铝的主要成分是al2o3，同时还包含其他少量成分。
10、优选地，所述步骤s1中原料苏州土的具体成分为：质量比为44.42％的sio2、质量比为37.28％的al2o3、质量比为0.27％的fe2o3、质量比为0.30％的tio2、质量比为0.09％的gao、质量比为0.26％的k2o、质量比为0.05％的nao、质量比为1.19％的so3、质量比为0.18％的p2o5、质量比为0.21％的zno以及质量比为15.75％的i.l。
11、优选地，所述步骤s1中煅烧矾土的具体成分包括：质量比为11.6％的sio2、质量比为81.78％的al2o3、质量比为1.56％的fe2o3、质量比为3.86％的tio2、质量比为0.38％的gao、质量比为0.59％的k2o、质量比为0.04％的so3以及质量比为0.19％的p2o5。
12、优选地，所述步骤s5中烧结操作过程中随着温度的升高，苏州土颗粒逐渐融入到玻璃相中，更高温度下，玻璃相逐渐转变为熔融液相，填充晶粒堆积的显微空隙，使晶粒之间的堆积更加紧密，同时，熔融液相抑制晶粒的长大，使体积发生收缩，导致吸水率和气孔率降低，而体积密度逐渐升高。因此烧成温度越高，液相含量越多，吸水率和气孔率越低，体积密度越大，烧结后样品的物理性能皆较优。
13、优选地，在氧化铝陶瓷进行结构与性能检测，采用静力称重法，使用天平密度测试仪测定了烧成样品的吸水率、气孔率和体积密度，使用转靶x射线衍射仪测试样品的相组成，且转靶x射线衍射仪的测试衍射角为0°～80°，使用扫描电子显微镜研究样品的孔结构等微观形貌，采用导热系数测量仪测试热导率，得到检测结果，并对检测结果进行分析。
14、优选地，所述检测结果中十二烷基硫酸钠为阴离子表面活性剂，第一阶段吸附到表面带正电荷的煅烧铝矾土表面后，逐渐得到部分疏水性的颗粒，第二阶段十二烷基硫酸钠吸附到部分疏水性颗粒表面得到具有部分疏水性的两性颗粒，这些部分疏水性的两性颗粒会扩散到气泡表面，从而降低气泡的表面能，提高气泡的稳定性，使气泡具有长期稳定性，十六烷基三甲基溴化铵为阳离子表面活性剂，十六烷基三甲基溴化铵分子快速吸附到气液界面上，然后实现降低气泡的表面张力，实现提高料浆的发泡效率，且十二烷基硫酸钠与十六烷基三甲基溴化铵之间存在静电作用，吸附到气液表面使得表面活性剂的排列更加紧密，使得气液表面张力降低得更多，起到一定的稳泡作用，从而帮助提高通过十二烷基硫酸钠表面吸附得到的煅烧铝矾土两性颗粒的发泡效率，水质量含量较高时，料浆粘度较低，发泡剂引入的气泡容易破裂溢出，当水质量含量较低时，料浆的粘度较高，发泡受到抑制，发泡量降低。
15、本发明还提供了上述技术方案所述一种氧化铝陶瓷及其制备方法制备得到的氧化铝陶瓷。
16、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
17、本发明中，通过注浆成型法是将原料和引气剂制成具有良好流动性的浆料，将料浆浇注到石膏等模具中成型，此制备方法工艺简单，且适合产品批量生产，使得生产速率大大提高，生产产品质量高。
18、本发明中以al2o3、煅烧铝矾土、苏州土为主要原料，采用物理发泡和注浆成型结合的方法制备了具有高气孔率、低热导率的多孔氧化铝陶瓷样品。通过正交试验确定了发泡剂的最佳配方为sds添加量为0.5g/l、ctab添加量为0.3g/l1及水质量分数为50wt％，并探究了烧成温度对多孔氧化铝陶瓷样品的物理性能、相组成、热导率的影响，结果表明，经1500℃烧成后的最佳配方样品吸水率为13.71％，气孔率为33.14％，体积密度为2.42g/cm-3，孔，相同能量下气体激发出的声子数量远少于固体，热导率远远低于固体，导致热导率低。
19、本发明中十二烷基硫酸钠为阴离子表面活性剂，第一阶段吸附到表面带正电荷的煅烧铝矾土表面后，逐渐得到部分疏水性的颗粒，第二阶段十二烷基硫酸钠吸附到部分疏水性颗粒表面得到具有部分疏水性的两性颗粒，这些部分疏水性的两性颗粒会扩散到气泡表面，从而降低气泡的表面能，提高气泡的稳定性，使气泡具有长期稳定性，十六烷基三甲基溴化铵为阳离子表面活性剂，十六烷基三甲基溴化铵分子快速吸附到气液界面上，然后实现降低气泡的表面张力，实现提高料浆的发泡效率，且十二烷基硫酸钠与十六烷基三甲基溴化铵之间存在静电作用，吸附到气液表面使得表面活性剂的排列更加紧密，使得气液表面张力降低得更多，起到一定的稳泡作用，从而帮助提高通过十二烷基硫酸钠表面吸附得到的煅烧铝矾土两性颗粒的发泡效率，水质量含量较高时，料浆粘度较低，发泡剂引入的气泡容易破裂溢出，当水质量含量较低时，料浆的粘度较高，发泡受到抑制，发泡量降低。
1.一种氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：对步骤s5中得到的氧化铝陶瓷进行结构与性能检测，将检测合格的判断为合格产品，将检测不合格的标记为次品。
3.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中原料氧化铝的具体成分为：质量比为0.06％的sio2、质量比为99.21％的al2o3、质量比为0.01％的fe2o3、质量比为0.06％的gao、质量比为0.44％的nao以及质量比为0.22％的i.l。
4.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中原料苏州土的具体成分为：质量比为44.42％的sio2、质量比为37.28％的al2o3、质量比为0.27％的fe2o3、质量比为0.30％的tio2、质量比为0.09％的gao、质量比为0.26％的k2o、质量比为0.05％的nao、质量比为1.19％的so3、质量比为0.18％的p2o5、质量比为0.21％的zno以及质量比为15.75％的i.l。
5.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中煅烧矾土的具体成分包括：质量比为11.6％的sio2、质量比为81.78％的al2o3、质量比为1.56％的fe2o3、质量比为3.86％的tio2、质量比为0.38％的gao、质量比为0.59％的k2o、质量比为0.04％的so3以及质量比为0.19％的p2o5。
6.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中烧结操作过程中随着温度的升高，苏州土颗粒逐渐融入到玻璃相中，更高温度下，玻璃相逐渐转变为熔融液相，填充晶粒堆积的显微空隙，使晶粒之间的堆积更加紧密，同时，熔融液相抑制晶粒的长大，使体积发生收缩。导致吸水率和气孔率降低，而体积密度逐渐升高。因此烧成温度越高，液相含量越多，吸水率和气孔率越低，体积密度越大，烧结后样品的物理性能皆较优。
7.根据权利要求2所述的一种氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：在氧化铝陶瓷进行结构与性能检测，采用静力称重法，使用天平密度测试仪测定了烧成样品的吸水率、气孔率和体积密度，使用转靶x射线衍射仪测试样品的相组成，且转靶x射线衍射仪的测试衍射角为0°～80°，使用扫描电子显微镜研究样品的孔结构等微观形貌，采用导热系数测量仪测试热导率，得到检测结果，并对检测结果进行分析。
8.根据权利要求7所述的一种氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：所述检测结果中十二烷基硫酸钠为阴离子表面活性剂，第一阶段吸附到表面带正电荷的煅烧铝矾土表面后，逐渐得到部分疏水性的颗粒，第二阶段十二烷基硫酸钠吸附到部分疏水性颗粒表面得到具有部分疏水性的两性颗粒，这些部分疏水性的两性颗粒会扩散到气泡表面，从而降低气泡的表面能，提高气泡的稳定性，使气泡具有长期稳定性，十六烷基三甲基溴化铵为阳离子表面活性剂，十六烷基三甲基溴化铵分子快速吸附到气液界面上，然后实现降低气泡的表面张力，实现提高料浆的发泡效率，且十二烷基硫酸钠与十六烷基三甲基溴化铵之间存在静电作用，吸附到气液表面使得表面活性剂的排列更加紧密，使得气液表面张力降低得更多，起到一定的稳泡作用，从而帮助提高通过十二烷基硫酸钠表面吸附得到的煅烧铝矾土两性颗粒的发泡效率，水质量含量较高时，料浆粘度较低，发泡剂引入的气泡容易破裂溢出，当水质量含量较低时，料浆的粘度较高，发泡受到抑制，发泡量降低。
9.一种氧化铝陶瓷，其特征在于：所述一种氧化铝陶瓷为权利要求1-8中任意一项所述的一种氧化铝陶瓷的制备方法制备得到的一种氧化铝陶瓷。
