技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種陶瓷空心球顆粒，尤其涉及一種空心孔壁為泡沫陶瓷結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)陶瓷空心球顆粒。

背景技術(shù)：
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作為一種新型材料,陶瓷空心球的重要結(jié)構(gòu)特征之一，就是其具有很大的內(nèi)部空間([1]pangli-ping,zhaorui-hong,guofen,etal.preparationandcharacterizationofnovelaluminahollowspheres.actaphys.-chim.sin.,2008,24(6):1115-1119.)。這種結(jié)構(gòu)特點決定其可以用于隔熱、吸聲、絕緣、活性物質(zhì)載體以及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料等。相對于致密耐火材料，陶瓷空心球具有更小的體密度、更輕的重量、更好的隔熱效果、更佳的抗熱震性以及更低的熱容量等特點([2]wangjia-bang,yanghui,fuxiao-yun,kongde-yu.studyonfracturemechanismofaluminabubbleceramic.journalofzhejianguniversity(engineeringscience),2004,38(10):1350-1354.[3]wangjiabang,yanghui,fuxiaoyun,etal.preparationoflightweightbubblealuminaceramicbyin-situsynthesizingsinteringagentaluminumphosphate.flameresistantmaterials,2004,38(2):103-106.[4]王玉霞,白明迅,李宏偉,呂進(jìn)鋒,李哲.加入陶瓷空心微珠對氧化鋁空心球輕質(zhì)澆注料性能的影響.耐火材料,2016,50(3):217-222.)。這些陶瓷空心球雖然在整體上呈現(xiàn)孔隙結(jié)構(gòu)，但孔壁仍然是致密的，孔壁材質(zhì)的體密度仍然較大，比水要重([5]liuming-yao,xionghua-jun,xiaju-xue.effectofceramichollowsphereonpropertiesofmetalbondeddiamondwheel.diamond&abrasivesengineering,2012,32(2):34-38.)。因此，如果球體穿孔或者破裂，則產(chǎn)品會沉入水中。所以，其應(yīng)用可能由此而受到限制。

本發(fā)明采用無毒無害的氧化硅和氧化鋁粉末為主要原料加入少量輔料和助劑制備復(fù)合氧化物陶瓷空心球顆粒，通過環(huán)境友好的天然生物材料進(jìn)行造孔，獲得以體密度小于水的泡沫陶瓷為孔壁構(gòu)成的新型輕質(zhì)空心球顆粒材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種輕質(zhì)空心球顆粒，特別是一種空心孔壁為泡沫陶瓷結(jié)構(gòu)的陶瓷空心球顆粒。制備方法采用粉末燒結(jié)工藝，以有機(jī)球形顆粒為中空造孔劑，以復(fù)合氧化物粉末為主要原料，通過加入少量輔料和助劑混料并以中空造孔劑為中心造粒后，干燥、燒結(jié)而成。

本發(fā)明中的泡沫陶瓷空心球顆粒，其總體上呈厚壁(壁厚占制品總尺度的比例較大)狀的空心結(jié)構(gòu)(參見圖1)，其特征在于：該空心球不但本身較輕，而且構(gòu)成空心孔壁的質(zhì)地也較輕，因此不但其完整制品可漂浮于水面，而且制品孔壁完全缺損時仍可漂浮于水面(參見圖2)。

本發(fā)明使用的主原料氧化物粉末粒度為400目；有機(jī)球形顆粒為中空造孔劑，粒徑為4-8mm；有機(jī)中空造孔劑顆?？蛇x用球形尿素顆粒、樟腦球以及由藕粉、面粉、土豆淀粉、小麥淀粉、蠶繭等物料制成的球形顆粒；本發(fā)明采用粉料造粒燒結(jié)工藝，主原料中加入少量輔料和助劑后在球磨機(jī)中混料，然后到造粒機(jī)中操作成型，提供的燒結(jié)條件是：燒結(jié)溫度在1200-1500℃之間，保溫2-5h，然后隨爐冷卻。

本發(fā)明制備的泡沫陶瓷空心球顆粒，具有優(yōu)良的打磨和切割性能，便于整形，可用砂布、砂紙、小鋼鋸等隨意加工，易于操作。

附圖說明：

圖1輕質(zhì)泡沫陶瓷空心球顆粒的空心結(jié)構(gòu)形貌。

圖2輕質(zhì)泡沫陶瓷空心球顆粒的完整制品及孔壁切割所致半球制品均漂浮于水面。

具體實施方式：

實施例：分別量取80份和20份粒度為400目的氧化硅和氧化鋁粉末，加入6份藕粉、6份面粉及適量的氧化鈣、氧化鎂和碳酸鈉微粉，在球磨機(jī)中混料均勻。中空造孔劑顆粒選用蠶繭為主材，通過藕粉泡開水形成的黏結(jié)劑，加入少量面粉，團(tuán)球造粒、干燥而成，粒徑為4-6mm。在造粒機(jī)中以中空造孔劑顆粒為中心進(jìn)行造粒，通過噴水速度和加入量的控制來調(diào)節(jié)物料的濕度和黏度，制得氧化物層覆蓋中空造孔劑顆粒的復(fù)合球體。將制得的小球放入干燥箱，在100℃的溫度下干燥2h。然后將干燥好的小球放入熱處理爐，升溫至1350℃，保溫2h后隨爐冷卻。最后得到尺寸為6-9mm的泡沫陶瓷空心球顆粒(圖1)，其內(nèi)部的中心孔隙呈球形，孔徑為3-5mm。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)的陶瓷空心球顆粒，其空心孔壁為泡沫陶瓷結(jié)構(gòu)。此空心球球體外徑為5?10mm，內(nèi)徑為3?6mm，孔壁中含有的孔隙在微米級尺度。正是由于具有毫米級的中心主體球孔以及微米級的孔壁內(nèi)部微孔這種兩級孔隙結(jié)構(gòu)，本陶瓷空心球具備了自身獨特的輕質(zhì)特點：不但完整的球體制品可以漂浮于水面，而且孔壁完全缺損后制品仍可漂浮于水面。該泡沫陶瓷空心球顆粒的制備方法利用有機(jī)球形顆粒為中空造孔劑，以復(fù)合氧化物粉末為主要原料，通過加入少量輔料和助劑混料并以中空造孔劑為中心造粒后，干燥燒結(jié)而成。

技術(shù)研發(fā)人員：盧淼;劉培生;侯紅亮;王耀奇;陳靖鶴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.31
技術(shù)公布日：2017.07.07