[发明专利]一种基于玄武岩纤维的高韧陶土

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种基于玄武岩纤维的高韧陶土。

背景技术

陶器，是用黏土或陶土经捏制成形后烧制而成的器具。陶器历史悠久，在新石器时代就已初见简单粗糙的陶器。陶器在古代作为一种生活用品，在现在一般作为工艺品收藏。

但为了保留传统的风味，也有部分场合适合使用陶器容器的，如泡茶。常见的泡茶用具有紫砂壶，紫砂壶也属于陶器的一种，但是由于原料缺乏和市场竞争的结果，目前紫砂壶价格居高不下。实际上采用高岭石等普通陶土的泡茶效果能与紫砂相媲美，但是普通陶土所制成的陶器，特别是烧水陶壶等需要接受炭火烘烤的陶器，其本身对陶器的韧性有一定的要求，然而现在的陶器韧性不足，容易开裂，导致使用寿命大大下降，也影响了使用效果和陶器的外观。

发明内容

基于现有技术存在上述问题，本发明提供一种基于玄武岩纤维的高韧陶土，其在常规的陶土配方中添加了碳化钛作为陶土的基体材料之一，并添加了玄武岩纤维和聚乙烯吡咯烷酮，利用玄武岩纤维高强度、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能结合碳化钛的稳定性质对陶土配方进行改进，使其具有更高的韧性。

本发明通过以下技术方案达到目的：

一种基于玄武岩纤维的高韧陶土，其由以下组成成分按一定的质量分数组成：碳化钛10-20份，高岭石30-40份、石英25-35份、蒙脱石20-30份、玄武岩纤维10-15份、硼化锆10-16份、聚乙烯吡咯烷酮5-10份。

优选地，其由以下组成成分按一定的质量分数组成：碳化钛14-16份，高岭石32-36份、石英28-32份、蒙脱石24-36份、玄武岩纤维12-14份、硼化锆12-14份、聚乙烯吡咯烷酮6-8份。

优选地，其由以下组成成分按一定的质量分数组成：碳化钛15份，高岭石34份、石英30份、蒙脱石30份、玄武岩纤维13份、硼化锆13份、聚乙烯吡咯烷酮7份。

优选地，所述的玄武岩纤维经过醋酸改性，改性方法为：使用2 mol/L的CH3COOH溶液中浸泡玄武岩纤维1.5 h。

一种如权利要求1-4所述的高韧陶土的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S10，将碳化钛、高岭石、石英、蒙脱石和硼化锆经过粉碎后加入自来水调和；

步骤S20，将玄武岩纤维使用2 mol/L的CH3COOH溶液中浸泡玄武岩纤维1.5 h，取出用清水冲洗至中性，再将玄武岩纤维和聚乙烯吡咯烷酮混合；

步骤S30，步骤S10和步骤S20所制得的材料混合均匀，即得高韧陶土。

本发明具有的有益效果：玄武岩纤维具有高强度、高模量及优异的耐高温氧化性的特点，使陶瓷产生拨出效应、裂纹偏转，从而提高陶土的断裂韧性；另外玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害；玄武岩纤维经过醋酸改性后在结合聚乙烯吡咯烷酮，使纤维与陶土基体更好地粘合。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

实施例一：

一种基于玄武岩纤维的高韧陶土，其由以下组成成分按一定的质量分数组成：碳化钛10份，高岭石30份、石英25份、蒙脱石20份、玄武岩纤维10份、硼化锆10份、聚乙烯吡咯烷酮5份。

作为优选实施例，所述的玄武岩纤维经过醋酸改性，改性方法为：使用2 mol/L的CH3COOH溶液中浸泡玄武岩纤维1.5 h。

上述材料经过一下步骤制成高韧陶土：

步骤S10，将碳化钛、高岭石、石英、蒙脱石和硼化锆经过粉碎后加入自来水调和；

步骤S20，将玄武岩纤维使用2 mol/L的CH3COOH溶液中浸泡玄武岩纤维1.5 h，取出用清水冲洗至中性，再将玄武岩纤维和聚乙烯吡咯烷酮混合；

步骤S30，步骤S10和步骤S20所制得的材料混合均匀，即得高韧陶土。

使用本发明提供的陶土制成的陶器具有更高的韧性和更长的使用寿命。

实施例二：

一种基于玄武岩纤维的高韧陶土，其由以下组成成分按一定的质量分数组成：碳化钛20份，高岭石40份、石英35份、蒙脱石30份、玄武岩纤维15份、硼化锆16份、聚乙烯吡咯烷酮10份。

作为优选实施例，所述的玄武岩纤维经过醋酸改性，改性方法为：使用2 mol/L的CH3COOH溶液中浸泡玄武岩纤维1.5 h。

上述材料经过一下步骤制成高韧陶土：

步骤S10，将碳化钛、高岭石、石英、蒙脱石和硼化锆经过粉碎后加入自来水调和；