輕燒MgO粉對凝膠注模法制備MgAl2O4多孔陶瓷性能的影響

樸佳思 杜慶洋 唐鈺棟 白佳海

1）山東理工大學材料科學與工程學院 山東淄博 255049

2）山東工業陶瓷研究設計院有限公司 山東淄博 255049

MgAl2O4多孔陶瓷耐火度高、抗熱震性好、化學穩定性佳，常用的制備方法為低溫燃燒法、干壓成型法和凝膠注模法等［1-3］。其中，凝膠注模法可以用來制備形狀復雜的MgAl2O4多孔陶瓷，應用較廣。值得注意的是，在凝膠注模法中固化劑的選擇和使用起到重要的作用［4］，但是傳統的固化劑多為有毒性、合成過程復雜的有機物，不利于大規模生產應用［5-7］；使用無毒的淀粉為固化劑制備的多孔陶瓷燒后線變化率大，容易導致多孔陶瓷開裂［8-9］；最近，Yuan等［10-11］引入一種新的固化劑（ρ-Al2O3），用凝膠注模工藝制備了MgAl2O4多孔陶瓷，但是ρ-Al2O3的產量較低，價格較高，難以大規模生產。

與以上的固化劑相比，MgO粉具有無毒、價格低、易得等優點，被廣泛應用于陶瓷工業中。特別是MgO粉與H2O接觸時，會水化反應生成Mg（OH）2，從而使料漿中的MgAl2O4顆粒黏結在一起，達到固化效果［12-13］。但是MgO粉的比表面積較大，化學活性較高。在室溫下，部分MgO容易與H2O反應生成水化產物Mg（OH）2，導致MgAl2O4料漿的黏度顯著增大，影響料漿的性能［14］。而輕燒MgO粉活性較低，在室溫下水化反應的速度較慢，在球磨和攪拌過程中幾乎不會對MgAl2O4料漿的黏度造成影響，并且在80℃下能與H2O發生水化反應，起到較好的固化效果。因此，本工作中選擇800℃煅燒后的輕燒MgO粉作為固化劑，探索輕燒MgO粉在凝膠注模法中的固化效果，研究了輕燒MgO粉外加量對MgAl2O4多孔陶瓷性能的影響。……