本發(fā)明屬于氧化鋁多孔陶瓷制備，具體為一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法。
背景技術(shù)：
1、氧化鋁空心球多孔陶瓷以其低密度、高強度及優(yōu)良的耐高溫性能，在航空航天、冶金、化工等領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注，這些優(yōu)勢使得該材料在高溫或惡劣環(huán)境下的應用表現(xiàn)出色，能夠滿足現(xiàn)代技術(shù)對材料性能的嚴格要求。
2、然而傳統(tǒng)制備方法在提升陶瓷強度方面面臨諸多挑戰(zhàn)，首先是氧化鋁空心球的本身機械強度通常較低，導致最終制備的多孔陶瓷在承載能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面難以達到特定的應用標準，此外，現(xiàn)有的燒結(jié)工藝往往引發(fā)陶瓷孔隙率分布不均和孔徑不理想的狀況，這直接制約了其力學性能和長期耐久性，因此，如何在保留所需多孔特性的同時改善其機械性能，成為了當前技術(shù)的一大難題，盡管一些改性方法，如環(huán)境友好的復合材料添加或選區(qū)激光燒結(jié)，試圖通過物理和化學手段增強氧化鋁多孔陶瓷的強度，但這些方法往往帶來制備過程的復雜化，增加了成本，并使得工藝的穩(wěn)定性受到影響，從而限制了其在實際應用中的廣泛推廣。酸鋁作為一種潛力巨大的增強材料，因其出色的熱穩(wěn)定性和抗熱震性能，有望顯著提高氧化鋁多孔陶瓷的綜合力學性能，然而，鈦酸鋁的有效引入及均勻分布仍然是技術(shù)突破的關(guān)鍵，在許多情況下，鈦酸鋁顆粒在氧化鋁基體中的分散性不足，導致復合材料的界面結(jié)合性差，無法充分發(fā)揮其潛在的增強效果。因此，開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)鈦酸鋁均勻涂覆及有效結(jié)合的新方法，已成為提升多孔氧化鋁空心球陶瓷性能的重要途徑。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，具體步驟如下：
3、步驟一：硫酸鈦溶液的制備
4、將硫酸鈦緩慢加入至去離子水中，攪拌至硫酸鈦完全溶解，得到硫酸鈦溶液；
5、步驟二：氨水的加入與鈦溶膠的涂覆
6、將氧化鋁空心球浸入步驟一中的硫酸鈦溶液中，并使用磁力攪拌器均勻攪拌，在攪拌過程中逐滴加入氨水，調(diào)節(jié)混合溶液的ph值至5～9，以促使鈦溶膠均勻涂覆在氧化鋁空心球的表面；
7、步驟三：陶瓷坯體的成型和干燥
8、將涂覆有鈦溶膠的氧化鋁空心球放入模具中，然后將模具轉(zhuǎn)移至鼓風干燥箱中進行干燥處理，待干燥完成后輕柔取出模具進行脫模，以得到陶瓷坯體；
9、步驟四：高溫燒結(jié)
10、對干燥后的陶瓷坯體進行高溫燒結(jié)，待燒結(jié)完成后待冷卻至室溫，最終獲得高強度的氧化鋁空心球多孔陶瓷。
11、優(yōu)選地，步驟一中所述硫酸鈦溶液中，硫酸鈦和去離子水的質(zhì)量比為1:(10～20)。
12、優(yōu)選地，步驟一中所述硫酸鈦溶液和氧化鋁空心球的質(zhì)量比為1:(5～10)。
13、優(yōu)選地，步驟二中所述加入氨水時需要勻速加入，氨水質(zhì)量分數(shù)濃度為5％-10％。
14、優(yōu)選地，步驟二中所述氧化鋁空心球的d50直徑為100～400μm，堆積密度為0.4～1.2g/cm3。
15、優(yōu)選地，步驟三中所述干燥處理的溫度為50～80℃，干燥時間為4～8h。
16、優(yōu)選地，步驟四中所述高溫燒結(jié)溫度為1300～1650℃，保溫時間為1～4h，升溫速率為2～5℃/min，降溫速率為8～15℃/min。
17、優(yōu)選地，步驟一所述的硫酸鈦需要進行充分攪拌，確保硫酸鈦完全溶解，溶液均勻無沉淀。
18、優(yōu)選地，步驟三中所述的模具需要與氧化鋁空心球相互適配，確保陶瓷坯體形狀規(guī)整，易于脫模。
19、本發(fā)明的有益效果如下：
20、通過改進的涂覆和干燥工藝，制備的陶瓷材料在孔隙率和孔徑分布方面展現(xiàn)出了更高的均勻性，不僅提升了材料的長期耐久性，還增強了其在高溫和動態(tài)負載條件下的可靠性，進一步拓寬了應用領(lǐng)域，同時，在高溫燒結(jié)過程中，鈦溶膠與氧化鋁空心球基體的反應產(chǎn)生了鈦酸鋁相，該相均勻分布于氧化鋁空心球間的縫隙中，顯著提高了其結(jié)合力，有效增強了材料整體的力學性能，滿足現(xiàn)代工程應用對高強度氧化鋁多孔陶瓷的需求，并且通過鈦溶膠涂覆技術(shù)簡化了傳統(tǒng)的制備工藝，避免了復雜化和高成本問題，實現(xiàn)了可持續(xù)和經(jīng)濟的生產(chǎn)方式，這種方法不僅加快了生產(chǎn)效率，還適應現(xiàn)代工業(yè)對環(huán)保和資源高效利用的迫切要求，展現(xiàn)出廣泛的市場應用潛力。
1.一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，其特征在于：步驟一中所述硫酸鈦溶液中，硫酸鈦和去離子水的質(zhì)量比為1:(10～20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，其特征在于：步驟一中所述硫酸鈦溶液和氧化鋁空心球的質(zhì)量比為1:(5～10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，其特征在于：步驟二中所述加入氨水時需要勻速加入，氨水質(zhì)量分數(shù)濃度為5％-10％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，其特征在于：步驟二中所述氧化鋁空心球的d50直徑為100～400μm，堆積密度為0.4～1.2g/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，其特征在于：步驟三中所述干燥處理的溫度為50～80℃，干燥時間為4～8h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，其特征在于：步驟四中所述高溫燒結(jié)溫度為1300～1650℃，保溫時間為1～4h，升溫速率為2～5℃/min，降溫速率為8～15℃/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，其特征在于：步驟一所述的硫酸鈦需要進行充分攪拌，確保硫酸鈦完全溶解，溶液均勻無沉淀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈦溶膠涂覆的高強度氧化鋁空心球多孔陶瓷的制備方法，其特征在于：步驟三中所述的模具需要與氧化鋁空心球相互適配，確保陶瓷坯體形狀規(guī)整，易于脫模。