[发明专利]一种高韧性低密度不断裂的陶瓷制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，属于一种高韧性低密度不断裂的陶瓷制备方法。

背景技术

目前陶瓷品种繁多，但都有一个共同的突出的特点是刚度好、硬度高，抗压强度较高，抗拉强度较低，塑性和韧性很差等，造成易碎的缺陷，同时，碎裂的刃部锋利，极容易对人身造成伤害。为了克服现有陶瓷的塑性和韧性差、易碎等弊端，本发明提出了一种高韧性低密度不断裂的陶瓷制备方法。

发明内容

本案是为了克服现有陶瓷的塑性和韧性差、易碎弊端，陶瓷从三个方面入手：本案的陶瓷材料减少了常规高岭土的成分，增加低密度轻质材料成分、网状金属支撑材料成分，以及添加透明材料等；为了保证结晶细密不形成内应力而产生裂纹，采用缓慢冷却的方法；完成多次的组分配方制作烧结，完成特殊使用工况的破坏性检验试验。

本发明具体技术方案：一种高韧性低密度不断裂的陶瓷制备方法，本方案是以火力发电厂粉煤灰废料结合石粉为制备基本陶瓷原料，添加高岭土、铝粉等辅助原料，按照一定质量配比充分混合后进行规范的研磨工艺，然后加入一定量的水，采用机械搅拌混合均匀，并经过机械成型，完成烘干透彻后，施釉后，经过高温焙烧，再制备得成品陶瓷。本方案，采用铝金属材料形成结晶网格，粉煤灰和石粉和高岭土材料内部结晶结构，保证了成品陶瓷的高韧性低密度和不断裂的特点。具体的技术方案为：1）陶瓷材料质量配比为：粉煤灰35%、铝粉37%、石粉10%、玻璃渣3%、二氧化锡5%和高岭土10%，经搅拌机混合0.5小时；2）混合料经球磨机球磨5小时，球磨速率为90转/分钟，获得240目以上的颗粒混合料；3）混合料加入2倍体积温度为65℃的温水，保温浸泡0.5小时后，得到浆料；4）将浆料放入打浆机，打浆20分钟，使浆料充分均匀；5）泥浆沉淀1小时后，除去表层水分后压制5～12分钟，得到坯料；6）完成机械制坯；7）坯料用烘干机烘干20分钟取出；8）施釉烧结后将毛坯升温15小时以上，达到1360℃以上；9）冷却时间20小时左右。

采用上述技术方案，本发明一种高韧性低密度不断裂的陶瓷制备方法，可以有效实现陶瓷产品既具有表面光亮耐磨、抗腐蚀的原有特性，又兼具高韧性低密度不断裂的特点。

附图说明

图1是本发明的陶瓷产品结晶原理示意图。

1-铝合金结晶区 2-粉煤灰石粉高岭土等结晶区。

图1中铝合金结晶区1为多个区域，并形成网状的结构，网框中心包裹着粉煤灰石粉高岭土等非金属结晶区2，铝合金网具有柔性特征，承载外力的冲击，保护着脆性粉煤灰石粉高岭土晶体大颗粒，从而实现高韧性低密度不断裂的特点。

具体实施方式

对本发明作进一步的描述。

具体工作过程：

陶瓷材料质量配比为：粉煤灰35%、铝粉37%、石粉10%、玻璃渣3%、二氧化锡5%和高岭土10%，经搅拌机混合0.5小时；

混合料经球磨机球磨5小时，球磨速率为90转/分钟，获得240目以上的颗粒混合料；

混合料加入2倍体积温度为65℃的温水，保温浸泡0.5小时后，得到浆料；

将浆料放入打浆机，打浆20分钟，使浆料充分均匀；

泥浆沉淀1小时后，除去表层水分后压制5～12分钟，得到坯料；

完成机械制坯；

坯料用烘干机烘干20分钟取出；

施釉烧结后将毛坯升温15小时，达到1360℃；

缓慢降温冷却，冷却时间20小时。

本发明制得的陶瓷产品硬度在1150Kgf/mm²之间，冲击韧性ak值在10.5J/cm²之间，由于组分之间的网格协同作用，即保持了较高硬度，又具有突出的韧性特点，与普通陶瓷产品比较，在同一高度作自由落体运动，本发明陶瓷产品，具有一定弹性，并未碎裂。