[发明专利]一种韧性复合陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种韧性复合陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷在我国有悠久的历史，是中华民族古老文明的象征。从西安地区出土的秦始皇陵中大批陶兵马俑，气势宏伟，形象逼真，被认为是世界文化奇迹，人类的文明宝库。唐代的唐三彩、明清景德镇的瓷器均久负盛名。

传统陶瓷材料的主要成分是硅酸盐，自然界存在大量天然的硅酸盐，如岩石、土壤等，还有许多矿物如云母、滑石、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。此外，人们为了满足生产和生活的需要，生产了大量人造硅酸盐，主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，难溶于水，有很广泛的用途。

硅酸盐制品一般都是以黏土（高岭土）、石英和长石为原料经高温烧结而成。虽然传统陶瓷具有耐高温，耐腐蚀的优点，但是其韧性较差，容易打碎。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明提供了一种韧性复合陶瓷材料及其制备方法，可以提高陶瓷材料硬度，冲击韧性和阻尼，从而达到增强韧性的目的。

本发明采用的技术方案是：一种韧性复合陶瓷材料，由以下质量份的各组分组成：高岭土50-68份，石英砂8-26份，长石粉10-33份，绢云母5-18份，铬丝3-17份，铝片1-12份，碳粉4-15份，玻璃渣3-14份。

优选的，一种韧性复合陶瓷材料，由以下质量份的各组分组成：高岭土54-61份，石英砂10-22份，长石粉18-31份，绢云母6-13份，铬丝6-12份，铝片2-11份，碳粉7-13份，玻璃渣5-13份。

更优选的，一种韧性复合陶瓷材料，由以下质量份的各组分组成：高岭土60份，石英砂15份，长石粉30份，绢云母9份，铬丝9份，铝片3份，碳粉12份，玻璃渣12份。

一种韧性复合陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按上述质量份，将高岭土、石英砂、长石粉、绢云母、铬丝、铝片、碳粉和玻璃渣粉碎后过筛，在混合机中混匀，得到混合物；

（2）向步骤（1）所得混合物中加入混合物总质量份2-4倍的蒸馏水，倒入模具中干燥，得到半成品；

（3）将步骤（2）所得半成品烧结至800-1000℃，保温后取出，冷却后即得。

上述步骤（1）过筛过程中筛网的目数为80-120目。

上述步骤（2）中干燥的温度为130-150℃。

上述步骤（3）中保温时间为60-85min。

有益效果：本发明通过各组分的协同作用提高了陶瓷材料硬度，冲击韧性和阻尼，从而达到增强韧性的目的，其中硬度在1252-1395 Kgf/mm²之间，冲击韧性ak值在0.247-0.424 J/cm²之间，阻尼在0.191-1395之间。

具体实施方式

实施例1

一种韧性复合陶瓷材料，由以下质量份的各组分组成：高岭土50份，石英砂8份，长石粉10份，绢云母5份，铬丝3份，铝片1份，碳粉4份，玻璃渣3份。

制备方法：

（1）按上述质量份，将高岭土、石英砂、长石粉、绢云母、铬丝、铝片、碳粉和玻璃渣粉碎后过80目筛，在混合机中混匀，得到混合物；

（2）向步骤（1）所得混合物中加入混合物总质量份2倍的蒸馏水，倒入模具中，130℃温度条件下干燥，得到半成品；

（3）将步骤（2）所得半成品烧结至800℃，保温60min后取出，冷却后即得。

实施例2

一种韧性复合陶瓷材料，由以下质量份的各组分组成：高岭土68份，石英砂26份，长石粉33份，绢云母18份，铬丝17份，铝片12份，碳粉15份，玻璃渣14份。

制备方法：

（1）按上述质量份，将高岭土、石英砂、长石粉、绢云母、铬丝、铝片、碳粉和玻璃渣粉碎后过120目筛，在混合机中混匀，得到混合物；

（2）向步骤（1）所得混合物中加入混合物总质量份4倍的蒸馏水，倒入模具中， 150℃温度条件下干燥，得到半成品；

（3）将步骤（2）所得半成品烧结至1000℃，保温85min后取出，冷却后即得。

实施例3

一种韧性复合陶瓷材料，由以下质量份的各组分组成：高岭土54份，石英砂10份，长石粉18份，绢云母6份，铬丝6份，铝片2份，碳粉7份，玻璃渣5份。

制备方法：