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，由以下质量分数的组分制备：赤泥80-120份、黏土60-80份、石英砂10-30份、蒙脱土20-40份、硅灰石15-35份、铬铁矿8-24份、玄武岩纤维6-18份、碳纤维2-10份、聚酯纤维3-15份、聚酰胺纤维9-21份。
较优的，一种高韧性陶瓷材料，由以下质量分数的组分制备：赤泥90-110份、黏土65-75份、石英砂15-25份、蒙脱土25-35份、硅灰石20-30份、铬铁矿12-20份、玄武岩纤维9-15份、碳纤维4-8份、聚酯纤维6-12份、聚酰胺纤维12-18份。
较优的，一种高韧性陶瓷材料，由以下质量分数的组分制备：赤泥100份、黏土70份、石英砂20份、蒙脱土30份、硅灰石25份、铬铁矿16份、玄武岩纤维12份、碳纤维6份、聚酯纤维9份、聚酰胺纤维15份。
根据上述配方，本发明还提供了上述陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将赤泥、黏土、石英砂、蒙脱土、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）将玄武岩纤维、碳纤维、聚酯纤维和聚酰胺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：玄武岩纤维是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的；玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能，是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料。陶瓷材料中采用玄武岩纤维能改善陶瓷材料的粘聚性和稳定性，提高了其抗冲击性能,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。
聚酯纤维具有普通聚合物纤维细度大、强度高、易分散的特点，还具有突出的耐高温性能，可广泛应用于热拌合沥青混凝土工程，也可应用于陶瓷材料的增强防裂，是理想的多功能增强材料。
聚酰胺纤维具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能，其耐磨性高于其他所有纤维，其断裂强度较高；其回弹性和耐疲劳性优良；其比重小，是除乙纶和丙纶外最轻的纤维；其吸湿性低于天然纤维和再生纤维，但在合成纤维中仅次于维纶；其染色性好，由于其良好的拉伸强度、断裂强度及回弹性，将其应用于陶瓷材料中可以极大提高陶瓷材料的韧性，降低其脆性，减少脆断的风险。
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，由以下质量分数的组分制备：赤泥120份、黏土80份、石英砂30份、蒙脱土40份、硅灰石35份、铬铁矿24份、玄武岩纤维18份、碳纤维10份、聚酯纤维15份、聚酰胺纤维21份。
实施例2一种高韧性陶瓷材料，由以下质量分数的组分制备：赤泥100份、黏土70份、石英砂20份、蒙脱土30份、硅灰石25份、铬铁矿16份、玄武岩纤维12份、碳纤维6份、聚酯纤维9份、聚酰胺纤维15份。
实施例3一种高韧性陶瓷材料，由以下质量分数的组分制备：赤泥80份、黏土60份、石英砂10份、蒙脱土20份、硅灰石15份、铬铁矿8份、玄武岩纤维6份、碳纤维2份、聚酯纤维3份、聚酰胺纤维9份。
实施例4采用实施例1的配方制备本发明的高韧性陶瓷材，步骤如下：
（1）将赤泥、黏土、石英砂、蒙脱土、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）将玄武岩纤维、碳纤维、聚酯纤维和聚酰胺纤维用质量分数为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5采用实施例2的配方制备本发明的高韧性陶瓷材，步骤如下：
（1）将赤泥、黏土、石英砂、蒙脱土、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）将玄武岩纤维、碳纤维、聚酯纤维和聚酰胺纤维用质量分数为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。