本发明涉及陶瓷制品
技术领域：
，尤其涉及一种高强度陶瓷坯体材料及其制备方法。
背景技术：
：陶瓷的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分，中国作为四大文明古国之一，为人类社会的进步和发展做出了卓越的贡献，其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义，中国历史上各朝各代有着不同艺术风格和不同技术特点。英文中的″china″既有中国的意思，又有陶瓷的意思，清楚地表明了中国就是″陶瓷的故乡″。早在欧洲人掌握瓷器制造技术一千多年前，汉族就已经制造出很精美的陶瓷。中国是世界上最早应用陶器的国家之一，而中国瓷器因其极高的实用性和艺术性而备受世人的推崇。随着近代科学技术的发展，近百年来又出现了许多新的陶瓷品种。它们不再使用或很少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物的范围，并且出现了许多新的工艺。可持续发展就成为该行业日益关注的焦点之一，发展绿色材料尤为重要。解决的办法只能是开发新能源和新材料，如通过研制高强度陶瓷坯体结合低温釉技术，可打破传统陶瓷烧成生产周期长的特点，实现快速出产品，降低单位能耗等方式来保护国家环境资源。我们利用新材料，加入一些氧化物制备陶瓷坯坭，就能提高陶瓷坯体的性能。技术实现要素：本发明针对现有技术的不足，提供一种方法简单、制造成本低、抗折强度好的陶瓷坯体配方和坯体产品。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种高强度陶瓷坯体材料，各组分的质量百分数为：吉安泥60-68％，珍珠岩22-28％，fe2o31.2-2.4％，tio20.6-1.5％，hfo20.9-1.6％，aln0.7-1.5％，sic1.5-2.3％，zrsio40.6-1.4％，b2o30.8％-1.8％；上述各组分的质量百分数总和为百分之一百。所述的吉安泥是位于江西省吉安地区的适用于陶瓷烧制的粘土。所述b2o3是由硼酸引入。所述的高强度陶瓷坯体材料的制造方法，它包括原料称取、泥浆制备、注浆成型、脱模干燥等步骤，其特征在于，主要工艺参数如下：泥浆浓度：360-380g/200ml，细度：350目筛余5-8％，吸浆速度：5-6mm/45min，流动性v0：50-70s。与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：与普通配方相比，在本发明的配方中加入了tio2、hfo2、zrsio4等成分，增强了陶瓷的抗折强度、稀释膨胀率、抗龟裂性能、坯体显气孔率等性能，热稳定性强，大幅度的温差变化都不会使坯体破裂。具体实施方式下面采用实施例配方获得的陶瓷坯体与对比例配方获得的陶瓷坯体的物理性能进行对比。实施例原料配方各组分的百分比含量见表1。表1原料配比(％)吉安泥珍珠岩fe2o3tio2hfo2alnsiczrsio4b2o3实施例160282.31.41.51.42.31.31.8实施例265.9222.41.51.51.42.21.41.7实施例367.223.61.30.71.61.51.811.3实施例46824.21.20.91.21.11.50.71.2实施例567.525.41.40.60.90.71.70.61.2实施例663.827.11.71.11.31.22.10.90.8对比例17021.23.60.41.81.71.3------对比例270.320.22.5---2.11.92.50.5---对比例358.236.10.9---0.80.62.7---0.7实施例7一种高强度陶瓷坯体材料的制备制备方法根据实施例1的原料配方称取原料，将原料倒入搅拌器中加入配方总质量10％的水制成泥浆，将泥浆倒入模具中，进行干压成型，成型压强为300-1200mpa，保持压力2分钟后卸载拆模，将其放入106℃中干燥1h，再放入1000℃下烧制成陶瓷坯体。实施例8一种高强度陶瓷坯体材料的制备采用实施例2的原料配方制备陶瓷坯体，制备方法参照实施例7。实施例9一种高强度陶瓷坯体材料的制备采用实施例3的原料配方制备陶瓷坯体，制备方法参照实施例7。实施例10一种高强度陶瓷坯体材料的制备采用实施例4的原料配方制备陶瓷坯体，制备方法参照实施例7。实施例11一种高强度陶瓷坯体材料的制备采用实施例5的原料配方制备陶瓷坯体，制备方法参照实施例7。实施例12一种高强度陶瓷坯体材料的制备采用实施例6的原料配方制备陶瓷坯体，制备方法参照实施例7。对比例4一种陶瓷坯体材料的制备采用对比例1的原料配方制备陶瓷坯体，制备方法参照实施例7。对比例5一种陶瓷坯体材料的制备采用对比例2的原料配方制备陶瓷坯体，制备方法参照实施例7。对比例6一种陶瓷坯体材料的制备采用对比例3的原料配方制备陶瓷坯体，制备方法参照实施例7。陶瓷坯体各指标的测定方法1.干燥收缩率和烧成收缩率的测定将制备好的10个试样在室温下阴干48h，在阴干过程中每2小时翻动一次，然后，将阴干的试样置于烘箱中，在106℃下烘干(每隔1h称量一次，两次称量相差不大于1g)，用游标卡尺分别测量干燥后试样量标线长度(精确到0.02mm)，测量10个试样，取平均值，记作l1。干燥后并已测量过标线长度的试样，按产品烧成条件煅烧，试样冷却到室温后，用游标卡尺测量两标线长度(精确到0.02mm)，取平均值，记作l2。按照上述方法分别计算10块试样的干燥收缩率、烧成收缩率。计算结果取平均值。y1＝(l0-l1)/l0×100％y2＝(l1-l2)/l1×100％式中，y1-------------干燥收缩率(％)；y2--------------烧成收缩率(％)；l0---------------标线原长度；l1---------------干燥后标线长度；l2----------------煅烧后标线长度。2.变形度的测定选取10个试样进行测定，将每个烘干的试样用游标卡尺测量其长度，记作x0，将试样按照烧成条件煅烧，烧制成坯体后，用游标卡尺测量其长度，记作x1。变形度x：x＝x0-x1x--------变形度，mm；x0-------煅烧前的长度，mm；x1-------煅烧后的长度，mm；计算结果取平均值。3.吸水率的测定采用gb-t3299-2011日用陶瓷器吸水率的测定方法测定吸水率。4.干燥抗折强度的测定从10件干燥的陶瓷初品的平整部位切取宽厚比为1∶1，长约120mm试样10根。试样尺寸10×10×120mm。试样经过磨石研磨平整，没有明显缺边和裂纹，试验前将试样表面的杂质清除干净。将事先准备的试样编号，并测量试样跨距中心附近三个截面的宽度和厚度，取算术平均值。调节测试仪器支座之间跨距为100mm，把试样放在支座上，以2n/s的速度施加负荷直至试样破坏，读出破坏时的负荷值。将实验结果代入下式中求出抗折强度：rt＝3pl/2bh2rt--------试样的弯曲强度，mpa；p---------试样破坏负荷，n；l-----支点跨距，mm；b------试样宽度，mm；h------试样厚度，mm。5.烧成抗折强度的测定从10件干燥的经过煅烧的陶瓷坯体平整部位切取宽厚比为1∶1，长约120mm试样10根。试样尺寸10×10×120mm。试样经过磨石研磨平整，没有明显缺边和裂纹，试验前将试样表面的杂质清除干净。将事先准备的试样编号，并测量试样跨距中心附近三个截面的宽度和厚度，取算术平均值。调节测试仪器支座之间跨距为100mm，把试样放在支座上，以2n/s的速度施加负荷直至试样破坏，读出破坏时的负荷值。将实验结果代入下式中求出抗折强度rt＝3pl/2bh2rt--------试样的弯曲强度，mpa；p---------试样破坏负荷，n；l-----支点跨距，mm；b------试样宽度，mm；h------试样厚度，mm。6.抗龟裂性能的测定选取10块陶瓷坯体，目测检查，所有试样都没有裂纹。试样按适当间隔竖放在样品架上，然后放入蒸压釜中。试验时试样不与水接触。约1小时逐渐使蒸压釜内压力提高到500kpa(160℃)，并在该压力下保持1小时，然后使压力尽可能快地降到大气压。试样在蒸压釜内冷却半小时。打开蒸压釜盖子，取出试样，轻轻放于平板上冷却半小时。在试样表面上涂上红墨水，15分钟后用水洗去红墨水并擦干，检查试样的龟裂情况。7.稀释膨胀率的测定实验采用膨胀仪测定，首先在膨胀仪的环刀内壁涂一层薄薄的凡士林，切取原状土试样，修平两端。称环刀和土的总质量准确至0.1g。并测定试验前的含水率、密度及计算孔隙比。其次，将烘干冷却的透水板埋置于切削下的余土内1h，取出刷尽后，放入仪器中。将环刀套上接环，钝口端用压环固定在底座上，使试样底面与透水板顶面密贴，然后一起放入水盒中。将有孔活塞板轻轻放在试样的顶面，对准活塞中心，安装百分表，并记下初读数。再次，在水盒中注入纯水，使水自下而上进入试样，并保持水面高出试样顶面约5mm。注水后，每隔2h记录百分表读数，直至两次读数之差值不超过0.01mm为止。最后，试验完毕后，吸去容器中的水。从环刀内推出试样，并称其质量。将试样烘干后再称其干质量，计算膨胀后的含水率、密度和孔隙比。试验结果应按下式计算：vh＝(rt-r0)/h0×100％vh——时间t时的无荷载膨胀率(％)，计算至0.1％；rt——时间t时的百分表读数(mm)；r0——试验开始时百分表读数(mm)；h0——试验原始高度(mm)。8.坯体显气孔率的测定采用qb/t1642-2012的方法测定坯体显气孔率。用以上述实施例和对比例配比制备产品，并采用陶瓷坯体各项指标的检测方法检测陶瓷坯体的物理性能，结果见表2。表2从表2可以看出，本发明所有实施例坯体的收缩、变形均远远低于对比例，说明实施例的配方要好于对比例的配方。实施例配方加入了对比例配方中没加入的tio2、zrsio4、b2o3。检测陶瓷坯体的物理性能显示，加入了tio2、zrsio4、b2o3的配方制成的陶瓷坯体的抗折强度、稀释膨胀率、抗龟裂性能、坯体显气孔率等指标都好于对比例配方制成的陶瓷坯体。本发明实施例有效的调整了陶瓷坯体配方，在配方中加入了tio2、zrsio4、b2o3，改变了陶瓷的性能，不仅提高了陶瓷坯体的强度，抗弯强度还达到100mpa以上，且热稳定性强，大幅度的温差变化都不会使坯体破裂，最高耐温可达1000℃。实施例12制成的陶瓷坯体各项物理性能指标均较为理想，是本发明陶瓷坯体方案中的优选方案。当前第1页12