一種介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷材料領(lǐng)域，具體是一種介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自1992年Mobil報(bào)道合成M41S以來(lái)，有序介孔材料引起人們廣泛的注意，這種材料的合成具有均勻孔道，為介孔尺寸的催化劑提供了可能性，它的重要性在于能使原油中較大的分子以及精細(xì)化工中大的分子反應(yīng)物容易進(jìn)入孔道中進(jìn)行反應(yīng)，這是研宄人員多年來(lái)一直想要得到的材料。其中，MCM-41是這一介孔分子系列材料中最具代表性的一員。同時(shí)分子篩骨架元素的同晶取代也是國(guó)內(nèi)外研宄的一個(gè)熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)介孔分子篩的功能化制備開(kāi)展了大量的研宄工作，取得了一定進(jìn)展，而在對(duì)于介孔材料的功能化應(yīng)用研宄也是在催化、吸附、分離、生物材料、能源與環(huán)境等精細(xì)化工領(lǐng)域。
[0003]目前，隔熱耐火材料市場(chǎng)需求廣泛，介孔材料由于其中空的孔道結(jié)構(gòu)、高度的分散性、高比表面積、大孔容和均一孔徑分布等優(yōu)點(diǎn)，也是隔熱耐火材料的優(yōu)選。介孔材料由于其自身不易成形的局限性，限制了其大規(guī)模生產(chǎn)，至今還未實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化，因此要找到一種方法克服此缺陷，將拓展其又一應(yīng)用領(lǐng)域。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利CN101511742A公開(kāi)了一種在耐熱性和耐腐蝕性良好的鉑容器中制備玻璃制品的方法，可以得到均質(zhì)度非常高的玻璃。但是其在制備時(shí)采用高溫，且適用于光拾波器透鏡、錄像機(jī)及一般的照相機(jī)拍攝用透鏡等高品質(zhì)的光學(xué)玻璃，未涉及其在隔熱耐火材料中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，由介孔氧化硅與玻璃粉組成，且介孔氧化硅與玻璃粉的質(zhì)量比為1:8-17 ；
[0008]制備時(shí)的具體步驟包括:
[0009](I)取介孔氧化硅和玻璃粉于研缽中研磨混勻；
[0010](2)將(I)所得的粉體置于球磨機(jī)中球磨，轉(zhuǎn)速調(diào)至120r/min，研磨時(shí)間為3?5小時(shí)；
[0011](3)將(2)得到的均勻粉末置于鉑金坩禍中，并在550°C溫度熔融和成型，得到顏色略發(fā)白的具有一定光澤度、平滑度良好的塊狀固體。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料，由介孔氧化硅與玻璃粉組成，且介孔氧化硅與玻璃粉的質(zhì)量比為1:14-16。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料，由介孔氧化硅與玻璃粉組成，且介孔氧化硅與玻璃粉的質(zhì)量比為1:16。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用介孔材料中空的孔道結(jié)構(gòu)、高度的分散性、高比表面積、大孔容和均一孔徑分布，使得其能均勻地分散于玻璃中，并且能夠有效地降低玻璃的密度，降低其導(dǎo)熱系數(shù)，增加了納米介孔氧化硅在民用領(lǐng)域的應(yīng)用前景，如加入發(fā)泡劑可制成耐火材料。并且彌補(bǔ)了介孔材料不易成形的缺點(diǎn)，拓展了其應(yīng)用范圍，對(duì)實(shí)現(xiàn)納米介孔氧化硅的產(chǎn)業(yè)化有極大的推動(dòng)作用。
[0015]本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是利用玻璃粉為主要原料制成的材料或產(chǎn)品，具有無(wú)機(jī)類(lèi)材質(zhì)構(gòu)極其穩(wěn)定的性能，不易受自然環(huán)境影響而風(fēng)化，輕質(zhì)高強(qiáng)，易成形，不燃，耐高溫，且能耗低，成本低廉，制造方法簡(jiǎn)單，解決了介孔材料不易成形的缺點(diǎn)，易于產(chǎn)業(yè)化大批量生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是實(shí)施例燒結(jié)過(guò)程升溫曲線圖；
[0017]圖2是實(shí)施例得到不同比例樣品的密度曲線；
[0018]圖3是實(shí)施例得到不同樣品氣孔率曲線圖。
[0019]圖中，ffg/m是玻璃粉與納米材料的質(zhì)量比，g和m分別是玻璃粉和納米材料的縮寫(xiě)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]實(shí)施例1
[0022]本發(fā)明實(shí)施例中，
[0023](I)取Ig介孔氧化硅和Sg玻璃粉于研缽中研磨混勻。
[0024](2)將(I)所得的粉體置于球磨機(jī)中球磨，轉(zhuǎn)速調(diào)至120r/min，研磨時(shí)間為5小時(shí)。
[0025](3)將(2)得到的均勻粉末置于鉑金坩禍中，并在550°C溫度熔融和成型，得到顏色略發(fā)白的具有一定光澤度平滑度良好的塊狀固體。圖1是其燒結(jié)過(guò)程升溫曲線圖。
[0026](4)測(cè)量固體的密度，并計(jì)算其氣孔率。
[0027]實(shí)施例2
[0028]本發(fā)明實(shí)施例中，
[0029](I)取Ig介孔氧化硅和1g玻璃粉于研缽中研磨混勻。
[0030](2)將(I)所得的粉體置于球磨機(jī)中球磨，轉(zhuǎn)速調(diào)至120r/min，研磨時(shí)間為3小時(shí)。
[0031](3)將(2)得到的均勻粉末置于鉑金坩禍中，并在550°C溫度熔融和成型，得到顏色略發(fā)白的具有一定光澤度平滑度良好的塊狀固體。圖1是其燒結(jié)過(guò)程升溫曲線圖。
[0032](4)測(cè)量固體的密度，并計(jì)算其氣孔率。
[0033]實(shí)施例3
[0034]本發(fā)明實(shí)施例中，
[0035](I)取Ig介孔氧化硅和12g玻璃粉于研缽中研磨混勻。
[0036](2)將(I)所得的粉體置于球磨機(jī)中球磨，轉(zhuǎn)速調(diào)至120r/min，研磨時(shí)間為5小時(shí)。
[0037](3)將(2)得到的均勻粉末置于鉑金坩禍中，并在550°C溫度熔融和成型，得到顏色略發(fā)白的具有一定光澤度平滑度良好的塊狀固體。圖1是其燒結(jié)過(guò)程升溫曲線圖。
[0038](4)測(cè)量固體的密度，并計(jì)算其氣孔率。
[0039]實(shí)施例4
[0040]本發(fā)明實(shí)施例中，
[0041](I)取Ig介孔氧化硅和14g玻璃粉于研缽中研磨混勻。
[0042](2)將(I)所得的粉體置于球磨機(jī)中球磨，轉(zhuǎn)速調(diào)至120r/min，研磨時(shí)間為4小時(shí)。
[0043](3)將(2)得到的均勻粉末置于鉑金坩禍中，并在550°C溫度熔融和成型，得到顏色略發(fā)白的具有一定光澤度平滑度良好的塊狀固體。圖1是其燒結(jié)過(guò)程升溫曲線圖。
[0044](4)測(cè)量固體的密度，并計(jì)算其氣孔率。
[0045]實(shí)施例5
[0046]本發(fā)明實(shí)施例中，
[0047](I)取Ig介孔氧化硅和16g玻璃粉于研缽中研磨混勻。
[0048](2)將(I)所得的粉體置于球磨機(jī)中球磨，轉(zhuǎn)速調(diào)至120r/min，研磨時(shí)間為5小時(shí)。
[0049](3)將(2)得到的均勻粉末置于鉑金坩禍中，并在550°C溫度熔融和成型，得到顏色略發(fā)白的具有一定光澤度平滑度良好的塊狀固體。圖1是其燒結(jié)過(guò)程升溫曲線圖。
[0050](4)測(cè)量固體的密度，并計(jì)算其氣孔率。
[0051]不同比例樣品的密度曲線如圖2所示，不同樣品氣孔率曲線如圖3所示。不同比例的樣品，樣品的理論密度高于實(shí)際密度，當(dāng)介孔氧化硅和玻璃粉的比例為1:16時(shí)，樣品的理論密度等于實(shí)際密度。不同比例的樣品的孔隙率隨著玻璃粉比重的增加而降低，當(dāng)介孔氧化硅和玻璃粉的比例為1:16時(shí)，樣品的孔隙率為I %。
[0052]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0053]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，由介孔氧化硅與玻璃粉組成，且介孔氧化硅與玻璃粉的質(zhì)量比為1:8-17 ; 制備時(shí)的具體步驟包括: (1)取介孔氧化硅和玻璃粉于研缽中研磨混勻； (2)將步驟(I)所得的粉體置于球磨機(jī)中球磨，轉(zhuǎn)速調(diào)至120r/min，研磨時(shí)間為3?5小時(shí)； (3)將步驟(2)得到的均勻粉末置于鉑金坩禍中，并在550°C溫度熔融和成型，得到顏色略發(fā)白的具有一定光澤度、平滑度良好的塊狀固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，由介孔氧化硅與玻璃粉組成，且介孔氧化硅與玻璃粉的質(zhì)量比為1:14-16。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，由介孔氧化硅與玻璃粉組成，且介孔氧化硅與玻璃粉的質(zhì)量比為1:16。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種介孔氧化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，由介孔氧化硅與玻璃粉組成，且介孔氧化硅與玻璃粉的質(zhì)量比為1:8-17；取介孔氧化硅和玻璃粉依次置于研缽、球磨機(jī)中研磨,并放置在鉑金坩堝中以550℃溫度熔融和成型，得到顏色略發(fā)白的具有一定光澤度、平滑度良好的塊狀固體。本發(fā)明利用介孔材料中空的孔道結(jié)構(gòu)、高度的分散性、高比表面積、大孔容和均一孔徑分布，使得其能均勻地分散于玻璃中，并且能夠有效地降低玻璃的密度，降低其導(dǎo)熱系數(shù)，增加了納米介孔氧化硅在民用領(lǐng)域的應(yīng)用前景。并且彌補(bǔ)了介孔材料不易成形的缺點(diǎn)，拓展了其應(yīng)用范圍，對(duì)實(shí)現(xiàn)納米介孔氧化硅的產(chǎn)業(yè)化有極大的推動(dòng)作用，易于產(chǎn)業(yè)化大批量生產(chǎn)。
【IPC分類(lèi)】C03C14-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104860539
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510180613
【發(fā)明人】蔡強(qiáng), 張偉, 方爽, 童渝川
【申請(qǐng)人】南京眾力盛強(qiáng)新材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年4月16日