本发明涉及一种新材料，更具体的说，涉及一种超耐热且坚固的陶瓷刀及其制备方法。
背景技术：
随着科学技术发展，人们在传统材料的基础上，根据现代科技的研究成果，开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分为结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应，以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。新材料在国防建设上作用重大。例如，超纯硅、砷化镓研制成功，导致大规模和超大规模集成电路的诞生，使计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上；航空发动机材料的工作温度每提高100℃，推力可增大24%；隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射，使敌方探测系统难以发现等等。
陶瓷刀具有耐磨、高密度、高硬度、无毛细孔、不会藏污纳垢、非金属铸造不会生锈、切食物无金属味残留、轻薄锐利、易拿易切、清洗容易等优点，具有许多金属制刀具无法取代的特性。陶瓷刀的硬度为9，仅次于世界上最硬的物质──钻石(10)，所以只要使用时不摔至地面、不用外力撞击、不去剁或砍，正常使用的情况下永久都不需要磨刀。基于保安方面的考虑，生产商一般都在刀身内混入金属粉，使金属探测器都可以侦测出陶瓷刀。
与现有的金属刀具相比，陶瓷刀具有以下的优点：1、陶瓷能够抵抗细菌滋生，不影响食品的安全；2、刀刃锋利，不需经常打磨；3、锋利的刀刃能快速切割食物，有利于锁住食物的营养成分；4、具有抗氧化的效果，不影响食物的味道；5、环保健康，无毒、无污染、不氧化、不锈蚀，是理想的环保健康型刀具；6、重量轻、不影响使用效果。
因此，综上所述，与陶瓷刀相比，现有的金属刀虽然硬度高，但是抗磁化、抗氧化和耐高温的性能差。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明目的是提供一种硬度高、抗磁化、抗氧化和耐高温的超耐热且坚固的陶瓷刀。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种超耐热且坚固的陶瓷刀，由以下重量份的原料制成，包括粘土90-130份、滑石粉80-100份、二氧化硅40-48份、碳酸镁16-20份、氧化锰11-15份、氧化铌10-14份、氧化镧10-14份、妮酸钡11-17份、铝粉8-12份、纳米碳粉9-13份、钛粉20-30份、白刚玉粉26-38份、硼酸钠12-16份、铁粉10-14份和羧甲基纤维素钠20-28份。
进一步的，所述超耐热且坚固的陶瓷刀由以下重量份的原料制成，包括粘土130份、滑石粉80份、二氧化硅40份、碳酸镁16份、氧化锰11份、氧化铌10份、氧化镧10份、妮酸钡11份、铝粉8份、纳米碳粉9份、钛粉20份、白刚玉粉26份、硼酸钠12份、铁粉10份和羧甲基纤维素钠20份。
进一步的，所述超耐热且坚固的陶瓷刀由以下重量份的原料制成，包括粘土90份、滑石粉100份、二氧化硅48份、碳酸镁20份、氧化锰15份、氧化铌-14份、氧化镧14份、妮酸钡17份、铝粉12份、纳米碳粉13份、钛粉30份、白刚玉粉38份、硼酸钠16份、铁粉14份和羧甲基纤维素钠28份。
进一步的，所述超耐热且坚固的陶瓷刀由以下重量份的原料制成，包括粘土110份、滑石粉90份、二氧化硅44份、碳酸镁18份、氧化锰13份、氧化铌12份、氧化镧12份、妮酸钡14份、铝粉10份、纳米碳粉11份、钛粉25份、白刚玉粉32份、硼酸钠14份、铁粉12份和羧甲基纤维素钠24份。
本发明要解决的另一技术问题为提供一种超耐热且坚固的陶瓷刀的制备方法，包括以下步骤：
1）取粘土90-130份和滑石粉80-100份采用50目的振动筛进行筛选，将50目以下的粉末过滤收集，并将收集到的混合粉末放到搅拌桶内，备用；
2）取二氧化硅40-48份、碳酸镁16-20份、氧化锰11-15份、氧化铌10-14份、氧化镧10-14份和妮酸钡11-17份添加到搅拌桶与步骤1）制得的混合粉末中，然后启动搅拌机，以45rpm的转速缓慢搅拌，使得二氧化硅、碳酸镁、氧化锰、氧化铌、氧化镧和妮酸钡与混合粉末混合均匀，制得陶瓷原料，备用；
3）将步骤2）制得的陶瓷原料按重量比3:4的比例添加水，然后再次启动搅拌机，以78rpm的转速快速搅拌，使得陶瓷原料与水混合均匀，避免陶瓷原料凝固粒，影响搅拌效果，制得粘性泥糊，备用；
4）取铝粉8-12份、纳米碳粉9-13份、钛粉20-30份、白刚玉粉26-38份、硼酸钠12-16份、铁粉10-14份和羧甲基纤维素钠20-28份添加到步骤3）中的粘性泥糊中，再次启动搅拌电机，使得搅拌机以45rpm的转速缓慢搅拌，使得铝粉、纳米碳粉、钛粉、白刚玉粉、硼酸钠、铁粉和羧甲基纤维素钠与粘性泥糊搅拌均匀，备用；
5）将步骤4）制得的粘性泥糊放入挤压机上，通过挤压机将粘性泥糊中的水分挤掉一部分，使得粘性泥糊形成面团状，然后通过搓揉和踩踏等方式，使得粘性泥糊内的空气挤压出来，同时也使得粘性泥糊中的水分更加均匀，备用；
6）将步骤5）处理好的粘性泥糊通过模具制得刀状的陶瓷坯件，然后放置到挤压机中，通过挤压机以200-300吨的压力进行挤压，使得刀坯成型，备用；
7）将步骤6）制得的刀坯装入匣钵，防止刀坯与窑火直接接触,避免瓷坯受到污染,在温度为2000-2300℃的烧窑内进行高温烧结，时间为1-3天，然后停火，刀坯在烧窖内放置3-6天自然冷却，制得陶瓷刀，备；
8）将步骤7）制得的陶瓷刀进行人工加工，通过球磨机对陶瓷刀的表面上进行打磨，使得陶瓷刀的刀面光滑无凹痕，即得。
本发明技术效果主要体现在以下方面：通过粘土和滑石粉经过分筛挑选制得的混合粉末，并添加二氧化硅、碳酸镁、氧化锰、氧化铌、氧化镧、妮酸钡、铝粉、纳米碳粉、钛粉、白刚玉粉、硼酸钠、铁粉和羧甲基纤维素钠混合搅拌均匀后，经过搅拌、挤压机重压成型和烧窖高温烧结，制得具有硬度高、抗磁化、抗氧化和耐高温等优点的陶瓷刀。
具体实施方式
实施例1
一种超耐热且坚固的陶瓷刀，由以下重量份的原料制成，包括粘土130份、滑石粉80份、二氧化硅40份、碳酸镁16份、氧化锰11份、氧化铌10份、氧化镧10份、妮酸钡11份、铝粉8份、纳米碳粉9份、钛粉20份、白刚玉粉26份、硼酸钠12份、铁粉10份和羧甲基纤维素钠20份。
一种超耐热且坚固的陶瓷刀的制备方法，包括以下步骤：
1）取粘土130份和滑石粉80份采用50目的振动筛进行筛选，将50目以下的粉末过滤收集，并将收集到的混合粉末放到搅拌桶内，备用；
2）取二氧化硅40份、碳酸镁16份、氧化锰11份、氧化铌10份、氧化镧10份和妮酸钡11份添加到搅拌桶与步骤1）制得的混合粉末中，然后启动搅拌机，以45rpm的转速缓慢搅拌，使得二氧化硅、碳酸镁、氧化锰、氧化铌、氧化镧和妮酸钡与混合粉末混合均匀，制得陶瓷原料，备用；
3）将步骤2）制得的陶瓷原料按重量比3:4的比例添加水，然后再次启动搅拌机，以78rpm的转速快速搅拌，使得陶瓷原料与水混合均匀，避免陶瓷原料凝固粒，影响搅拌效果，制得粘性泥糊，备用；
4）取铝粉8份、纳米碳粉9份、钛粉20份、白刚玉粉26份、硼酸钠12份、铁粉10份和羧甲基纤维素钠20份添加到步骤3）中的粘性泥糊中，再次启动搅拌电机，使得搅拌机以45rpm的转速缓慢搅拌，使得铝粉、纳米碳粉、钛粉、白刚玉粉、硼酸钠、铁粉和羧甲基纤维素钠与粘性泥糊搅拌均匀，备用；
5）将步骤4）制得的粘性泥糊放入挤压机上，通过挤压机将粘性泥糊中的水分挤掉一部分，使得粘性泥糊形成面团状，然后通过搓揉和踩踏等方式，使得粘性泥糊内的空气挤压出来，同时也使得粘性泥糊中的水分更加均匀，备用；
6）将步骤5）处理好的粘性泥糊通过模具制得刀状的陶瓷坯件，然后放置到挤压机中，通过挤压机以200吨的压力进行挤压，使得刀坯成型，备用；
7）将步骤6）制得的刀坯装入匣钵，防止刀坯与窑火直接接触,避免瓷坯受到污染,在温度为2000℃的烧窑内进行高温烧结，时间为1天，然后停火，刀坯在烧窖内放置3天自然冷却，制得陶瓷刀，备；
8）将步骤7）制得的陶瓷刀进行人工加工，通过球磨机对陶瓷刀的表面上进行打磨，使得陶瓷刀的刀面光滑无凹痕，即得。
实施例2
一种超耐热且坚固的陶瓷刀，由以下重量份的原料制成，包括粘土90份、滑石粉100份、二氧化硅48份、碳酸镁20份、氧化锰15份、氧化铌-14份、氧化镧14份、妮酸钡17份、铝粉12份、纳米碳粉13份、钛粉30份、白刚玉粉38份、硼酸钠16份、铁粉14份和羧甲基纤维素钠28份。
一种超耐热且坚固的陶瓷刀的制备方法，包括以下步骤：
1）取粘土90份和滑石粉100份采用50目的振动筛进行筛选，将50目以下的粉末过滤收集，并将收集到的混合粉末放到搅拌桶内，备用；
2）取二氧化硅48份、碳酸镁20份、氧化锰15份、氧化铌14份、氧化镧14份和妮酸钡17份添加到搅拌桶与步骤1）制得的混合粉末中，然后启动搅拌机，以45rpm的转速缓慢搅拌，使得二氧化硅、碳酸镁、氧化锰、氧化铌、氧化镧和妮酸钡与混合粉末混合均匀，制得陶瓷原料，备用；
3）将步骤2）制得的陶瓷原料按重量比3:4的比例添加水，然后再次启动搅拌机，以78rpm的转速快速搅拌，使得陶瓷原料与水混合均匀，避免陶瓷原料凝固粒，影响搅拌效果，制得粘性泥糊，备用；
4）取铝粉12份、纳米碳粉13份、钛粉30份、白刚玉粉38份、硼酸钠16份、铁粉14份和羧甲基纤维素钠28份添加到步骤3）中的粘性泥糊中，再次启动搅拌电机，使得搅拌机以45rpm的转速缓慢搅拌，使得铝粉、纳米碳粉、钛粉、白刚玉粉、硼酸钠、铁粉和羧甲基纤维素钠与粘性泥糊搅拌均匀，备用；
5）将步骤4）制得的粘性泥糊放入挤压机上，通过挤压机将粘性泥糊中的水分挤掉一部分，使得粘性泥糊形成面团状，然后通过搓揉和踩踏等方式，使得粘性泥糊内的空气挤压出来，同时也使得粘性泥糊中的水分更加均匀，备用；
6）将步骤5）处理好的粘性泥糊通过模具制得刀状的陶瓷坯件，然后放置到挤压机中，通过挤压机以300吨的压力进行挤压，使得刀坯成型，备用；
7）将步骤6）制得的刀坯装入匣钵，防止刀坯与窑火直接接触,避免瓷坯受到污染,在温度为2300℃的烧窑内进行高温烧结，时间为3天，然后停火，刀坯在烧窖内放置6天自然冷却，制得陶瓷刀，备；
8）将步骤7）制得的陶瓷刀进行人工加工，通过球磨机对陶瓷刀的表面上进行打磨，使得陶瓷刀的刀面光滑无凹痕，即得。
实施例3
一种超耐热且坚固的陶瓷刀，由以下重量份的原料制成，包括粘土110份、滑石粉90份、二氧化硅44份、碳酸镁18份、氧化锰13份、氧化铌12份、氧化镧12份、妮酸钡14份、铝粉10份、纳米碳粉11份、钛粉25份、白刚玉粉32份、硼酸钠14份、铁粉12份和羧甲基纤维素钠24份。
一种超耐热且坚固的陶瓷刀的制备方法，包括以下步骤：
1）取粘土110份和滑石粉90份采用50目的振动筛进行筛选，将50目以下的粉末过滤收集，并将收集到的混合粉末放到搅拌桶内，备用；
2）取二氧化硅44份、碳酸镁18份、氧化锰13份、氧化铌12份、氧化镧12份和妮酸钡14份添加到搅拌桶与步骤1）制得的混合粉末中，然后启动搅拌机，以45rpm的转速缓慢搅拌，使得二氧化硅、碳酸镁、氧化锰、氧化铌、氧化镧和妮酸钡与混合粉末混合均匀，制得陶瓷原料，备用；
3）将步骤2）制得的陶瓷原料按重量比3:4的比例添加水，然后再次启动搅拌机，以78rpm的转速快速搅拌，使得陶瓷原料与水混合均匀，避免陶瓷原料凝固粒，影响搅拌效果，制得粘性泥糊，备用；
4）取铝粉10份、纳米碳粉11份、钛粉25份、白刚玉粉32份、硼酸钠14份、铁粉12份和羧甲基纤维素钠24份添加到步骤3）中的粘性泥糊中，再次启动搅拌电机，使得搅拌机以45rpm的转速缓慢搅拌，使得铝粉、纳米碳粉、钛粉、白刚玉粉、硼酸钠、铁粉和羧甲基纤维素钠与粘性泥糊搅拌均匀，备用；
5）将步骤4）制得的粘性泥糊放入挤压机上，通过挤压机将粘性泥糊中的水分挤掉一部分，使得粘性泥糊形成面团状，然后通过搓揉和踩踏等方式，使得粘性泥糊内的空气挤压出来，同时也使得粘性泥糊中的水分更加均匀，备用；
6）将步骤5）处理好的粘性泥糊通过模具制得刀状的陶瓷坯件，然后放置到挤压机中，通过挤压机以250吨的压力进行挤压，使得刀坯成型，备用；
7）将步骤6）制得的刀坯装入匣钵，防止刀坯与窑火直接接触,避免瓷坯受到污染,在温度为2150℃的烧窑内进行高温烧结，时间为2天，然后停火，刀坯在烧窖内放置5天自然冷却，制得陶瓷刀，备；
8）将步骤7）制得的陶瓷刀进行人工加工，通过球磨机对陶瓷刀的表面上进行打磨，使得陶瓷刀的刀面光滑无凹痕，即得。
实验例
实验对象：采用普通的金属刀、特制的陶瓷刀和本发明的陶瓷刀进行对比。
实验要求：上述普通的金属刀、特制的陶瓷刀以及本申请的超耐热且坚固的陶瓷刀的厚度一致，并且面积一致。
实验方法：通过对普通的金属刀、特制的陶瓷刀以及本申请的超耐热且坚固的陶瓷刀进行耐温测试、细菌含量测试和化学腐蚀测试，在本实验例中，化学腐蚀采用硫酸滴洒测试实验对象的表面。
具体结果如下表所示：
结合上表，对比不同的陶瓷在相同的实验方法下所得的数据，本发明的一种超耐热且坚固的陶瓷刀的测试数据均高于用于对比的金属刀和特制的陶瓷刀。
本发明技术效果主要体现在以下方面：通过粘土和滑石粉经过分筛挑选制得的混合粉末，并添加二氧化硅、碳酸镁、氧化锰、氧化铌、氧化镧、妮酸钡、铝粉、纳米碳粉、钛粉、白刚玉粉、硼酸钠、铁粉和羧甲基纤维素钠混合搅拌均匀后，经过搅拌、挤压机重压成型和烧窖高温烧结，制得具有硬度高、抗磁化、抗氧化和耐高温等优点的陶瓷刀。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。