一种高性能建筑复合陶瓷材料及其制备方法与流程

文档序号:16058688发布日期:2018-11-24 11:57阅读:297来源:国知局

本发明涉及一种高性能建筑复合陶瓷材料及其制备方法,属于陶瓷制作技术领域。



背景技术:

现有陶瓷主要由瓷土和粘土烧制而成。由于瓷土的地域性和大量开采,其资源越来越受限,因此如何解决瓷土资源匮乏的问题成了本行业的一个重要研究课题。

陶瓷是人类生产过程中发展的高级材料,其具有良好的化学稳定性和观赏性。现代工业在传统工艺的基础上对陶瓷制品已经进行了大量的研究和实验,其中以铝化合物和硅化合物为主要成份的陶瓷产品研究最为深入,并且使其研究的领域较多地集中于上述范围内,从而限制陶瓷产品的发展。

陶瓷材料具有诸多优点,如美观大方、耐酸碱、耐高温等,在日用品、建材、机械加工等众多领域具有广泛用途。氧化铝和氧化锆是陶瓷材料中常见的两种组份,氧化铝具有比重低、耐高温等优异性能,在陶瓷材料领域具有广泛应用,但其抗折强度和断裂韧性较低;氧化锆具有良好的抗折强度,被誉为“陶瓷钢”,但其比重较大,通常会增加成品的重量。氧化锆和氧化铝两者的有机结合,制备复合陶瓷材料技术受到了越来越多的重视。氧化镍通常用作陶瓷材料的颜料。



技术实现要素:

针对现有技术存在的上述缺陷,本发明提供了一种高性能建筑复合陶瓷材料及其制备方法

本发明是采用以下的技术方案实现的:

一种高性能建筑复合陶瓷材料,包括由以下重量份的原料制备而成:花岗岩粉料20-35份、石英20-30份、方解石15-30份、氧化锌10-20份、陶瓷粘土8-15份、瓷砂20-35份、碳酸钡10-12份、腐植酸钠11-22份、硝酸铝7-15份、硝酸镍8-18份、烧结助剂5-10份、聚乙二醇5-10份、起泡剂4-8份、外加胶凝剂5-9份。

进一步地,包括由以下重量份的原料制备而成:花岗岩粉料21-34份、石英21-28份、方解石16-27份、氧化锌11-19份、陶瓷粘土9-14份、瓷砂22-33份、碳酸钡11-12份、腐植酸钠15-20份、硝酸铝8-14份、硝酸镍9-17份、烧结助剂6-8份、聚乙二醇6-9份、起泡剂5-7份、外加胶凝剂6-8份。

进一步地,所述烧结助剂为三氧化二铝和氧化镁中的一种或两种混合物。

一种如上述所述高性能建筑复合陶瓷材料的制备方法,包括以下步骤:

步骤一:以质量份数计,将17.5-22.5份粘土、47.5-52.5份长石、17.5-22.5份透辉石和7.5-12.5份膨润土混合,然后加入0.5-1.5份造孔剂进行混料,混料结束后进行成型,得到成型样品;

步骤二:将成型样品干燥后放入模具进行烧成工艺,即获得建筑用泡沫陶瓷。

进一步地,步骤一中所述的造孔剂为SiC粉料,SiC粉料的平均粒度为6微米。

进一步地,步骤一中采用干法混料工艺进行混料。

进一步地,步骤一中采用半干压法进行成型。

进一步地,步骤一中成型压力为60~100kg。

进一步地,步骤二中干燥温度为100~120℃,时间为8~16h。

进一步地,步骤二中烧成工艺具体为:先以5~10℃/min的速率升温至950~1050℃,随后以5~10℃/min的速率升温至1120℃~1170℃后保温20~40min;保温结束后采用急冷方式降至700~900℃进行稳泡,随后采用随炉冷却降温方式降至室温。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明采用透辉石加入后形成的钙长石相,对粘土与长石相形成的共熔体相进行粘度改善以利于发泡,无需较为复杂的成型工艺,制备出价格远远高于陶瓷的制品,实现了更大产出效益的工艺线,因而具有更大的经济效益;于此同时该法制备的泡沫陶瓷和采用工业废弃物制备的泡沫陶瓷相比,当温度位于1140-1160℃时,抗压强度达到1.25-2.0MPa,气孔率达到83%-86%,具有更高的气孔率、更高抗压强度、更为合理的气孔尺寸分布,制品具有较大应用前景。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白,下面通过实施例,对本发明作进一步详细说明。

实施例一

一种高性能建筑复合陶瓷材料,包括由以下重量份的原料制备而成:花岗岩粉料20份、石英20份、方解石15份、氧化锌10份、陶瓷粘土8份、瓷砂20份、碳酸钡10份、腐植酸钠11份、硝酸铝7份、硝酸镍8份、烧结助剂5份、聚乙二醇5份、起泡剂4份、外加胶凝剂5份。

包括由以下重量份的原料制备而成:花岗岩粉料21份、石英21份、方解石16份、氧化锌11份、陶瓷粘土9份、瓷砂22份、碳酸钡11份、腐植酸钠15份、硝酸铝8份、硝酸镍9份、烧结助剂6份、聚乙二醇6份、起泡剂5份、外加胶凝剂6份。

所述烧结助剂为三氧化二铝和氧化镁中的一种或两种混合物。

一种如上述所述高性能建筑复合陶瓷材料的制备方法,包括以下步骤:

步骤一:以质量份数计,将17.5份粘土、47.5份长石、17.5份透辉石和7.5份膨润土混合,然后加入0.5份造孔剂进行混料,混料结束后进行成型,得到成型样品;

步骤二:将成型样品干燥后放入模具进行烧成工艺,即获得建筑用泡沫陶瓷。

进一步地,步骤一中所述的造孔剂为SiC粉料,SiC粉料的平均粒度为6微米。

进一步地,步骤一中采用干法混料工艺进行混料。

进一步地,步骤一中采用半干压法进行成型。

进一步地,步骤一中成型压力为60kg。

进一步地,步骤二中干燥温度为100℃,时间为8h。

进一步地,步骤二中烧成工艺具体为:先以5℃/min的速率升温至950℃,随后以5℃/min的速率升温至1120℃后保温20min;保温结束后采用急冷方式降至700℃进行稳泡,随后采用随炉冷却降温方式降至室温。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己,并不以本发明为限制,凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的专利涵盖范围内。

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