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。
技术实现要素:
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。