本发明涉及陶瓷制备技术领域，具体涉及一种高韧性陶瓷材料及其制备方法。
背景技术：
陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料，而新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性。在热和机械性能方面，有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等；在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等；在化学方面有催化、耐腐蚀、吸附等功能；在生物方面，具有一定生物相容性能，可作为生物结构材料等，但其抗拉强度较低，塑性和韧性很差。因此研究开发高韧性陶瓷是材料科学中的一个重要领域。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高韧性陶瓷材料及其制备方法，本发明陶瓷材料通过添加纤维成分，具有良好的韧性，克服了传统陶瓷材料脆性大，易开裂的缺点，具有广阔的市场前景。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高韧性陶瓷材料，其原料组成及重量份数为：赤泥80-120份、钙长石60-80份、石英砂10-30份、高岭土20-40份、硅灰石15-35份、铬铁矿8-24份、芳纶纤维6-18份、黏胶纤维4-12份、碳纤维2-10份、聚丙烯纤维3-15份、聚乙烯纤维9-21份。
较优的，一种高韧性陶瓷材料，其原料组成及重量份数为：赤泥90-110份、钙长石65-75份、石英砂15-25份、高岭土25-35份、硅灰石20-30份、铬铁矿12-20份、芳纶纤维9-15份、黏胶纤维6-10份、碳纤维4-8份、聚丙烯纤维6-12份、聚乙烯纤维12-18份。
较优的，一种高韧性陶瓷材料，其原料组成及重量份数为：赤泥100份、钙长石70份、石英砂20份、高岭土30份、硅灰石25份、铬铁矿16份、芳纶纤维12份、黏胶纤维8份、碳纤维6份、聚丙烯纤维9份、聚乙烯纤维15份。
上述陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将赤泥、钙长石、石英砂、高岭土、硅灰石和铬铁矿用烘干炉烘干后，放在干燥处自然冷却至室温，然后放入球磨机中球磨成过60-80目标准筛的混合粉末备用，其中，所述烘干炉的温度为100-120℃，烘干时间为8-12h；所述球磨机的转速为60-80r/min，球料比为1:1-1:2；
（2）将芳纶纤维、黏胶纤维、碳纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯纤维用酒精浸泡后与步骤（1）所得的混合粉末一起放入搅拌机中，加入适量的水，混合均匀后继续搅拌4-6h，使水含量保持在15-20%，即得所需的高韧性陶瓷材料，其中，所述酒精的质量分数为75-85%。
配方中各主要原料的作用如下：芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，其强度是钢丝的 5~6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。将其应用于陶瓷材料的制备中，可以显著提高其韧性和强度，降低其脆性。
碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。陶瓷材料中添加碳纤维可以增加其韧性，降低其脆性。
聚丙烯纤维具有强度高、韧性好、耐磨、耐腐蚀和抗微生物性好及价格低等优点，因此广泛用于绳索、渔网、安全带、箱包带、安全网、缝纫线、电缆包皮、土工布、过滤布、造纸用毡和纸的增强材料等产业领域，在陶瓷材料中添加聚丙烯纤维可以增加陶瓷材料的韧性，降低其脆性。
聚乙烯纤维具有高比强度，高比模量，其比强度是同等截面钢丝的十多倍，比模量仅次于特级碳纤维。其断裂伸长低，断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，因而具有突出的抗冲击性和抗切割性。在陶瓷材料的制备中添加聚乙烯纤维，可以显著提高其韧性，降低其脆性，减少脆裂的风险。
本发明陶瓷材料通过添加纤维成分，由于纤维不易拉断，工作时可以承受大部分的力，而且纤维与其他原料结合后，增大了摩擦力，从而使制得的陶瓷具有良好的韧性，克服了传统陶瓷材料脆性大的缺点，同时纤维还可以阻止裂纹的扩展，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作进一步详述。
实施例1一种高韧性陶瓷材料，其原料组成及重量份数为：赤泥120份、钙长石80份、石英砂30份、高岭土40份、硅灰石35份、铬铁矿24份、芳纶纤维18份、黏胶纤维12份、碳纤维10份、聚丙烯纤维15份、聚乙烯纤维21份；制备步骤如下：
（1）将赤泥、钙长石、石英砂、高岭土、硅灰石和铬铁矿用温度为100℃的烘干炉烘8h后，放在干燥处自然冷却至室温，然后按照球料比为1:1，放入转速为60r/min的球磨机中球磨成过60目标准筛的混合粉末备用；
（2）将芳纶纤维、黏胶纤维、碳纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯纤维用质量分数为75%的酒精浸泡后与步骤（1）所得的混合粉末一起放入搅拌机中，加入适量的水，混合均匀后继续搅拌4h，使水含量保持在15%，即得所需的高韧性陶瓷材料。
实施例2一种高韧性陶瓷材料，其原料组成及重量份数为：赤泥100份、钙长石70份、石英砂20份、高岭土30份、硅灰石25份、铬铁矿16份、芳纶纤维12份、黏胶纤维8份、碳纤维6份、聚丙烯纤维9份、聚乙烯纤维15份；制备步骤如下：
（1）将赤泥、钙长石、石英砂、高岭土、硅灰石和铬铁矿用温度为120℃的烘干炉烘12h后，放在干燥处自然冷却至室温，然后按照球料比为1:2，放入转速为80r/min的球磨机中球磨成过80目标准筛的混合粉末备用；
（2）将芳纶纤维、黏胶纤维、碳纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯纤维用质量分数为85%的酒精浸泡后与步骤（1）所得的混合粉末一起放入搅拌机中，加入适量的水，混合均匀后继续搅拌6h，使水含量保持在20%，即得所需的高韧性陶瓷材料。
实施例3一种高韧性陶瓷材料，其原料组成及重量份数为：赤泥80份、钙长石60份、石英砂10份、高岭土20份、硅灰石15份、铬铁矿8份、芳纶纤维6份、黏胶纤维4份、碳纤维2份、聚丙烯纤维3份、聚乙烯纤维9份。