[发明专利]一种高强度茶晶石基薄型陶瓷板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度茶晶石基薄型陶瓷板及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将氧化铝粉体、氟化铵和硅溶胶混合溶液按照质量比（3‑5）：（1‑2）：（8‑10）均匀混合得到混合液，调节混合液的pH为8.0‑8.5，经过分散后进行干燥，得到固液双相外包裹的预包裹粉体；将所述预包裹粉体进行预煅烧得到预煅烧粉体；将预煅烧粉体和基础矿物混合均匀得到坯体粉料；所述基础矿物的原料组成包括乌兰茶晶石；将所述坯体粉料压制成型，经高温固相烧结得到所述茶晶石基薄型陶瓷板。

技术领域

本发明属于建筑陶瓷领域，具体涉及一种茶晶石基薄型陶瓷板及其制备方法。

背景技术

建筑陶瓷板是一种由无机矿物原料，如石英、长石等无机非金属材料，经混合、研磨、过筛、干燥、压制成型、高温煅烧等生产工艺，制成的板状陶瓷制品。其中，薄型陶瓷板的厚度通常在3-5mm左右。相较于普通建筑陶瓷板材，建筑薄型陶瓷板的厚度仅为其30-50％，可减少约30-40％矿物原料用量，降低约20-30％产业能耗，符合当今节能减排的要求，一跃成为建筑陶瓷板材行业未来重点研究方向。

当前，针对建筑薄型陶瓷板的研究主要在于坯体配方的调整，通过改进坯料配方组成，提升湿坯的塑性、力学强度，进而降低传统建筑陶瓷板材厚度。当前，坯体配方的调整重心在于提升配方中铝含量。理论上，高铝陶瓷配方体系的内部富含硅氧四面体结构，能够抵抗外界形变，因此具有优异的力学性能。徐珊珊等采用高岭土、滑石粉、凹凸棒土、陶土和改性粉煤灰作为原料，根据矿物不同化学成分进行复配设计，发现随着氧化铝含量的提升，陶瓷抗弯强度呈现上升趋势。但在研发过程中，高铝陶瓷配方体系仍存在以下三点不足：(1)高铝体系烧结温度较高，窑炉难以适配；(2)高铝配方体系缺乏塑性物质，难以成型薄板湿坯；(3)高铝体系缺乏内部滑移系统，韧性较差。

除了高铝陶瓷配方体系，少数科学研究者尝试设计新的配方体系，对稀土配方体系展开了深入探索。但相关研究尚浅，因体系烧结温度较高，难以适配常规窑炉设备，因此其仅限低烧结温度陶瓷体系，如多孔陶瓷、电子陶瓷，尚未见该技术应用于建筑薄型陶瓷板。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提出一种茶晶石基薄型陶瓷板及其制备方法，借助硅溶胶混合溶液对氧化铝前驱体进行全面包覆，采用预煅烧工艺降低氧化铝粉体表面能，进而降低茶晶石体系烧结温度，制备出高强度茶晶石基薄型陶瓷板。本发明工艺简便、生产能耗低、成本低廉，制备的茶晶石基薄型陶瓷板具有较高的力学强度，可广泛应用于建筑装饰陶瓷、电子基板领域，潜在商业市场广阔。

具体来说，一方面，本发明提供了一种茶晶石基薄型陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：

将氧化铝粉体、氟化铵和硅溶胶混合溶液按照质量比(3-5)：(1-2)：(8-10)均匀混合得到混合液，调节混合液的pH为8.0-8.5，经过分散后进行干燥，得到固液双相外包裹的预包裹粉体；

将所述预包裹粉体进行预煅烧得到预煅烧粉体；

将预煅烧粉体和基础矿物混合均匀得到坯体粉料；所述基础矿物的原料组成包括，以重量份计，乌兰茶晶石35-40重量份，萤石5-8重量份，独居石8-12重量份，膨润土5-8重量份，氧化锰2-5重量份，氧化钛2-5重量份，氧化镁3-6重量份，黑滑石5-10重量份，钾钠长石8-12重量份；

将所述坯体粉料压制成型，经高温固相烧结得到所述茶晶石基薄型陶瓷板。