一种宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法

技术特征：
1.一种宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将伴生稀土高岭土天然矿物原矿破碎、磁选去除fe2o3，研磨后过200～400目标准筛，按伴生稀土高岭土天然矿物原矿的质量百分比为76～85%、铝源的质量百分比为10～5%、镁源的质量百分比为14～10%的比例称取原料，混合后加入大麻杆粉末，然后球磨混合均匀，烘干后得到混合粉体；其中，大麻杆粉末的加入量占混合粉体总质量的10～40%；（2）按混合粉体与预混液质量比为(6~7.5):10的比例将混合粉体加入到预混液中，搅拌均匀后放入行星式球磨机进行混合，得到初级浆料；（3）将有机网格裁剪成所需尺寸，采用刮刀法将初级浆料填充到有机网格的间隙中，依次进行堆叠，制备成陶瓷坯体，陶瓷宏观尺寸可根据要求调整；（4）将制备的陶瓷坯体进行高温脱脂，脱除造孔剂并烧结，随炉冷却后得到有序多孔堇青石陶瓷材料。2.根据权利要求1所述宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述铝源为γ-al2o3；所述镁源为mgo。3.根据权利要求1或2所述宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法，其特征在于：球磨的条件为：混合粉体中加入玛瑙球和去离子水，玛瑙球、料和水质量比为(2～4):1:(2～4)，球磨3～5h，烘干后过200～400目标准筛，得到混合粉体。4.根据权利要求3所述宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述大麻杆粉末的制备方法为：对大麻杆进行粉碎处理、球磨后过200～300目标准筛；煮沸1～2h，用去离子水冲洗后离心处理，烘干后研磨，备用。5.根据权利要求1或4所述宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（2）中预混液由质量百分比浓度为5～20%的聚乙烯醇溶液与去离子水混合得到，其中聚乙烯醇溶液与去离子水体积比为1:(2～4)。6.根据权利要求5所述宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的有机网格为尼龙和聚乙烯中的任意一种。7.根据权利要求1或6所述宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（3）中陶瓷坯体放入40～60℃干燥箱低温干燥18～24h。8.根据权利要求7所述宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（4）中脱脂和脱除造孔剂的温度为450～600℃，升温程序如下：以2～6℃/min速率升温至450～600℃，保温0.5～2h。9.根据权利要求8所述宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（4）中烧结的条件为：以4～8℃/min速率从脱脂温度升温至800～1100℃，保温0.5～2h；最后以1～4℃/min速率升温至1200～1300℃，在最高温度下保温时间1～4h。

技术总结
本发明公开了一种宏观孔道结合微观孔隙的有序堇青石陶瓷的制备方法。该方法以伴生稀土的天然高岭土为主要原料，以有机网格为宏观模板、生物质废料大麻杆粉末为微造孔剂制备一种高性能有序孔道多孔堇青石陶瓷，具体为将预处理的伴生稀土高岭土天然矿物原矿与大麻杆粉末混合后进行球磨，再将球磨混合粉体与预混液混合得到初级浆料，然后将初级浆料置入作为模板剂的有机网格间隙中，在干燥箱中固化成型制得坯体，之后对坯体进行脱脂和烧结，得到高性能有序多孔堇青石陶瓷材料。本发明用大麻杆粉末作为造孔剂，因其具有较高的分解温度，且与堇青石的成瓷温度相匹配，更容易在陶瓷内部形成均匀的孔洞，陶瓷质量较好；原材料来源广泛，生产成本低廉。生产成本低廉。生产成本低廉。


技术研发人员：张家敏 张登 冯雪茹 高雄 易健宏 方东 戴宗明 彭玉青 潘志铖
受保护的技术使用者：中国地质科学院矿产综合利用研究所
技术研发日：2022.08.30
技术公布日：2022/11/29