[发明专利]一种高强韧性石墨烯复合陶瓷

说明书

本发明公开了一种高强韧性石墨烯复合陶瓷，包括坯体：氧化铁、钙长石、钾长石、凹凸棒土、锂辉石、石墨烯、纳米二氧化钛纤维粉末、碳化硅晶须、硫酸钡、玻璃微珠；釉料：高岭土、石墨烯、纳米二氧化钛纤维粉末、竹炭粉、碳化硅晶须、硫酸钡、玻璃微珠、钾长石、石英砂、滑石粉、橄榄石、竹炭粉、氧化铁、氧化铝、氧化镁、硅酸锆、氧化锌、氧化镥。本发明通过引入纤维强化技术，结合石墨烯的使用，同时复配以硫酸钡和玻璃微珠改善石墨烯的分散性，各组分按照合适的配比可发挥明显的协同增效作用，显著增强陶瓷的强韧性；而且所得陶瓷材料对空气污染物也具有显著的吸附去除能力，耐蚀性能优异；应用范围更广阔，且制备方法简单，适宜工业化生产。

技术领域

本发明属于陶瓷技术领域。更具体地，涉及一种高强韧性石墨烯复合陶瓷。

背景技术

陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性、高化学稳定性等优点，但是脆性是其致命的缺点，限制了陶瓷材料的应用范围，因此，陶瓷材料的强韧化一直是材料学家长期关注的问题。

另外，对于传统结构陶瓷来说，往往强度的增加会伴随着材料的断裂韧性下降，陶瓷材料的硬度与韧性之间的矛盾也是陶瓷材料的一大问题，限制了它的推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有陶瓷材料的强韧化问题不足，提供一种复配石墨烯结合纤维强化技术制备高强韧性石墨烯复合陶瓷的方法。

本发明的目的是提供一种高强韧性石墨烯复合陶瓷。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种高强韧性石墨烯复合陶瓷，由如下组分制成：

坯体：氧化铁、钙长石、钾长石、凹凸棒土、锂辉石、石墨烯、纳米二氧化钛纤维粉末、碳化硅晶须、硫酸钡、玻璃微珠；

釉料：高岭土、石墨烯、纳米二氧化钛纤维粉末、竹炭粉、碳化硅晶须、硫酸钡、玻璃微珠、钾长石、石英砂、滑石粉、橄榄石、竹炭粉、氧化铁、氧化铝、氧化镁、硅酸锆、氧化锌、氧化镥。

优选地，所述高强韧性石墨烯复合陶瓷由如下重量份的组分制成：

(1)坯体：氧化铁3～8份、钙长石4～8份、钾长石5～10份、凹凸棒土 4～8份、锂辉石10～15份、石墨烯5～7份、纳米二氧化钛纤维粉末3～6份、碳化硅晶须2～5份、硫酸钡3～5份、玻璃微珠2～5份；

(2)釉料：高岭土4～10份、石墨烯2～5份、纳米二氧化钛纤维粉末1～ 3份、竹炭粉1～2份、碳化硅晶须2～5份、硫酸钡1～3份、玻璃微珠1～4份、钾长石5～10份、石英砂3～8份、滑石粉4～9份、橄榄石3～8份、竹炭粉2～ 5份、氧化铁1～3份、氧化铝5～9份、氧化镁3～7份、硅酸锆4～8份、氧化锌2～5份、氧化镥2～6份。

更优选地，所述高强韧性石墨烯复合陶瓷由如下重量份的组分制成：

(1)坯体：氧化铁5份、钙长石6份、钾长石8份、凹凸棒土6份、锂辉石13份、石墨烯6份、纳米二氧化钛纤维粉末4份、碳化硅晶须3份、硫酸钡 4份、玻璃微珠3份；

(2)釉料：高岭土7份、石墨烯3份、纳米二氧化钛纤维粉末2份、竹炭粉2份、碳化硅晶须3份、硫酸钡2份、玻璃微珠3份、钾长石7份、石英砂6 份、滑石粉7份、橄榄石6份、竹炭粉4份、氧化铁2份、氧化铝7份、氧化镁5份、硅酸锆6份、氧化锌3份、氧化镥4份。

另外，所述高强韧性石墨烯复合陶瓷的制备方法如下：

S1.将坯体原料烘干粉碎后过160～180目，然后按比例混合后，以乙醇和水混合物为介质磨球球磨1～2.5h，得到混合均一的浆料，浆料经沉淀，去除上清液，沉淀物晒干，放入炼泥机中进行炼泥，将炼泥通过拉坯装置进行拉坯，形成坯体，烘干后陈化，再800～850℃下素烧0.5～1h；