本发明涉及陶瓷制品领域，具体涉及一种高耐热陶瓷制品及其制备方法。
背景技术：
陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
日用陶瓷的产生可以说是因为人们对日常生活的需求而产生的，日常生活中人们接触最多，也是最熟悉的瓷器，如餐具、茶具、咖啡具、酒具、饭具等。
但是目前所使用的陶瓷至少还存在以下问题：1、耐热效果差，缺少具有高耐热特性的陶瓷产品；2、陶瓷产品外观、隔热效果、强度、热膨胀系数等综合性能差；3、制备所用原料复杂，处理繁琐，成本高，容易导致陶瓷产品品质不均；4、制备过程中难以精确调制浆料，操作精度低，产品稳定性差。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高耐热陶瓷制品及制备方法。本发明的高耐热陶瓷制品抗热震性能好，具有高耐热的特点；热膨胀系数低。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种高耐热陶瓷制品，包括坯体和釉面层，所述釉面层均匀覆盖在所述坯体外表面；所述坯体包括按照重量份数计的如下组份：煅烧高岭土45～55份、锂云母粉35～45份、莫来石混合物20～28份、三氧化二铝纤维8～13份、煅烧膨润土2～4份、纳米硼化锆3～5份；所述莫来石混合物由以下重量份的原料组成：莫来石粉60～70份、锆莫来石粉25～35份、纳米活性二氧化锆12～18份。
本发明通过精选高耐热陶瓷制品的组成原料，以及优化高耐热陶瓷制品组成原料的配比，且选用的原料均为即用型原料，原料处理步骤少，便于流水线分工作业，保证了调配更加均匀，提升产品的质量稳定性，各组分具有良好的相容性，起到良好的协同增强作用，制得的高耐热陶瓷制品抗热震性能好，具有高耐热的特点；热膨胀系数低。
优选的，所述坯体包括按照重量份数计的如下组份：煅烧高岭土50份、锂云母粉37.5份、莫来石混合物24.5份、三氧化二铝纤维10.5份、煅烧膨润土2.7份、纳米硼化锆4份；所述莫来石混合物由以下重量份的原料组成：莫来石粉65份、锆莫来石粉31.2份、纳米活性二氧化锆16.4份。
优选的，所述煅烧高岭土的粒径为2000～4000目。
本发明还提供一种高耐热陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
1)分别称取莫来石粉、锆莫来石粉、纳米活性二氧化锆，并混合均匀，得到莫来石混合物；
2)分别称取的煅烧高岭土、锂云母粉、莫来石混合物、三氧化二铝纤维、煅烧膨润土、纳米硼化锆，并混合均匀，然后逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；
3)继续加入水对坯浆进行稀释，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度，所述水的添加量用如下公式计算得到：
w＝m×(d1-d2)×0.025
式中：w为添加量；m＝坯浆的重量；d1＝原浆料真密度；d2＝设定的目标浆料真密度；0.025为稀释加水系数；
4)然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，最后采用逐渐升温的方式，升温至700～750℃，保持6～8h，得到素烧陶瓷；
5)采用釉浆对步骤4)得到的素烧陶瓷进行上釉，最后在1280～1320℃的条件下进行釉烧2～4小时，即得高耐热陶瓷制品。
优选的，步骤3)中，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度130～170g/ml。
更优选的，步骤3)中，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度135～145g/ml。
本发明与现有技术相比，其详细说明如下：
1、本发明通过精选高耐热陶瓷制品的组成原料，以及优化高耐热陶瓷制品组成原料的配比，且选用的原料均为即用型原料，原料处理步骤少，便于流水线分工作业，保证了调配更加均匀，提升产品的质量稳定性，各组分具有良好的相容性，起到良好的协同增强作用，制得的高耐热陶瓷制品抗热震性能好，具有高耐热的特点；热膨胀系数低。
2、本发明的高耐热陶瓷制品中添加了特定配方的莫来石混合物，对其抗热震性能有着很大的影响，添加该特定配方的莫来石混合物，可使本发明的高耐热陶瓷制品抗热震性大大提高，使其具有高耐热性。
3、本发明的高耐热陶瓷制品中还引入了适当比例的锂云母粉、三氧化二铝纤维、纳米硼化锆，与坯体的主要原料：煅烧高岭土，以及其他组分(辅料)，融合性好，且各组分相得益彰，起到良好的协同增强作用，使本发明的高耐热陶瓷制品的抗热震性能进一步提高。
4、经测试，本发明的高耐热陶瓷制品的导热系数低至15.8w/m·k；抗压强度可达886mpa；抗弯强度可达274mpa。隔热效果好，力学性能好。
5、本发明的制备方法工艺简单，原料处理步骤少，便于流水线分工作业，操作简便，节省了人力和设备成本。
6、现有技术中，在陶瓷生产过程中，经常会遇到需要将浓浆料稀释成稀浆料的情况。在没有科学方法指引的情况下，工人往往只能凭借多次兑水，逐步接近目标的办法来稀释浆料，其操作过程繁琐低效，极具盲目性，且精确度难以把控。本发明提供的水添加量计算公式，w＝m×(d1-d2)×0.025，经对各类型陶瓷釉、坯浆的反复实操验证，在该公式适用范围之内，都能做到有的放矢，屡试不爽，且实施起来简便易行，快速高效，精准可靠。在实际应用中，对于以波美浓度来度量釉浆浓度的厂家，则可用真密度与波美度转换表对应转换。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的水添加量计算公式，w＝m×(d1-d2)×0.025，式中：w为添加量；m＝釉浆或坯浆的重量；d1＝原浆料真密度；d2＝设定的目标浆料真密度；0.025为稀释加水系数；
以上公式适用范围：稀释目标为真密度不低于125克/ml的陶瓷釉浆、坯浆均可适用。
举例说明：给定一份真密度过大(即比重、浓度过大)的陶瓷釉浆，其质量为3500克，测得该釉浆真密度(比重)为135克/ml，现在需要将该份釉浆的真密度(比重)稀释到128克/ml,请问对该份釉浆，需要加多少水量，才能达成目标真密度(比重)为128/ml的釉浆。将上述对应参数代入该公式，则：3500克×(135-128)×0.025＝612.5克以上计算结果显示，只需一次加水612.5克，即可将该份釉浆稀释到设定的目标真密度(比重)128克/ml。
依据本发明提供的公式，通过简单计算，定量加水，一次操作，即可按预设目标，准确勾兑出符合真密度(比重)要求的陶瓷釉、坯浆料。
实施例1：
一种高耐热陶瓷制品，包括坯体和釉面层，所述釉面层均匀覆盖在所述坯体外表面；所述坯体包括按照重量份数计的如下组份：煅烧高岭土45～55份、锂云母粉35～45份、莫来石混合物20～28份、三氧化二铝纤维8～13份、煅烧膨润土2～4份、纳米硼化锆3～5份；所述莫来石混合物由以下重量份的原料组成：莫来石粉60～70份、锆莫来石粉25～35份、纳米活性二氧化锆12～18份。
优选的，所述坯体包括按照重量份数计的如下组份：煅烧高岭土50份、锂云母粉37.5份、莫来石混合物24.5份、三氧化二铝纤维10.5份、煅烧膨润土2.7份、纳米硼化锆4份；所述莫来石混合物由以下重量份的原料组成：莫来石粉65份、锆莫来石粉31.2份、纳米活性二氧化锆16.4份。
优选的，所述煅烧高岭土的粒径为2000～4000目。
本实施例还提供一种高耐热陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
1)分别称取莫来石粉、锆莫来石粉、纳米活性二氧化锆，并混合均匀，得到莫来石混合物；
2)分别称取的煅烧高岭土、锂云母粉、莫来石混合物、三氧化二铝纤维、煅烧膨润土、纳米硼化锆，并混合均匀，然后逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；
3)继续加入水对坯浆进行稀释，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度，所述水的添加量用如下公式计算得到：
w＝m×(d1-d2)×0.025
式中：w为添加量；m＝坯浆的重量；d1＝原浆料真密度；d2＝设定的目标浆料真密度；0.025为稀释加水系数；
4)然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，最后采用逐渐升温的方式，升温至700～750℃，保持6～8h，得到素烧陶瓷；
5)采用釉浆对步骤4)得到的素烧陶瓷进行上釉，最后在1280～1320℃的条件下进行釉烧2～4小时，即得高耐热陶瓷制品。
优选的，步骤3)中，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度130～170g/ml。
更优选的，步骤3)中，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度135～145g/ml。
实施例2：
一种高耐热陶瓷制品，包括坯体和釉面层，所述釉面层均匀覆盖在所述坯体外表面；所述坯体包括按照重量份数计的如下组份：煅烧高岭土45份、锂云母粉35份、莫来石混合物20份、三氧化二铝纤维8份、煅烧膨润土2份、纳米硼化锆3份；所述莫来石混合物由以下重量份的原料组成：莫来石粉60份、锆莫来石粉25份、纳米活性二氧化锆12份。
在本实施例中，所述煅烧高岭土的粒径为2000目。
在本实施例中，所述高耐热陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
1)分别称取莫来石粉、锆莫来石粉、纳米活性二氧化锆，并混合均匀，得到莫来石混合物；
2)分别称取的煅烧高岭土、锂云母粉、莫来石混合物、三氧化二铝纤维、煅烧膨润土、纳米硼化锆，并混合均匀，然后逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；
3)继续加入水对坯浆进行稀释，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度，所述水的添加量用如下公式计算得到：
w＝m×(d1-d2)×0.025
式中：w为添加量；m＝坯浆的重量；d1＝原浆料真密度；d2＝设定的目标浆料真密度；0.025为稀释加水系数；
4)然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，最后采用逐渐升温的方式，升温至700℃，保持8h，得到素烧陶瓷；
5)采用釉浆对步骤4)得到的素烧陶瓷进行上釉，最后在1280℃的条件下进行釉烧4小时，即得高耐热陶瓷制品。
在本实施例中，步骤3)中，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度135g/ml。
实施例3：
一种高耐热陶瓷制品，包括坯体和釉面层，所述釉面层均匀覆盖在所述坯体外表面；所述坯体包括按照重量份数计的如下组份：煅烧高岭土55份、锂云母粉45份、莫来石混合物28份、三氧化二铝纤维13份、煅烧膨润土4份、纳米硼化锆5份；所述莫来石混合物由以下重量份的原料组成：莫来石粉70份、锆莫来石粉35份、纳米活性二氧化锆18份。
在本实施例中，所述煅烧高岭土的粒径为4000目。
在本实施例中，所述高耐热陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
1)分别称取莫来石粉、锆莫来石粉、纳米活性二氧化锆，并混合均匀，得到莫来石混合物；
2)分别称取的煅烧高岭土、锂云母粉、莫来石混合物、三氧化二铝纤维、煅烧膨润土、纳米硼化锆，并混合均匀，然后逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；
3)继续加入水对坯浆进行稀释，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度，所述水的添加量用如下公式计算得到：
w＝m×(d1-d2)×0.025
式中：w为添加量；m＝坯浆的重量；d1＝原浆料真密度；d2＝设定的目标浆料真密度；0.025为稀释加水系数；
4)然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，最后采用逐渐升温的方式，升温至750℃，保持6h，得到素烧陶瓷；
5)采用釉浆对步骤4)得到的素烧陶瓷进行上釉，最后在1320℃的条件下进行釉烧2小时，即得高耐热陶瓷制品。
在本实施例中，步骤3)中，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度145g/ml。
实施例4：
一种高耐热陶瓷制品，包括坯体和釉面层，所述釉面层均匀覆盖在所述坯体外表面；所述坯体包括按照重量份数计的如下组份：煅烧高岭土50份、锂云母粉37.5份、莫来石混合物24.5份、三氧化二铝纤维10.5份、煅烧膨润土2.7份、纳米硼化锆4份；所述莫来石混合物由以下重量份的原料组成：莫来石粉65份、锆莫来石粉31.2份、纳米活性二氧化锆16.4份。
在本实施例中，所述煅烧高岭土的粒径为3000目。
在本实施例中，所述高耐热陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
1)分别称取莫来石粉、锆莫来石粉、纳米活性二氧化锆，并混合均匀，得到莫来石混合物；
2)分别称取的煅烧高岭土、锂云母粉、莫来石混合物、三氧化二铝纤维、煅烧膨润土、纳米硼化锆，并混合均匀，然后逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；
3)继续加入水对坯浆进行稀释，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度，所述水的添加量用如下公式计算得到：
w＝m×(d1-d2)×0.025
式中：w为添加量；m＝坯浆的重量；d1＝原浆料真密度；d2＝设定的目标浆料真密度；0.025为稀释加水系数；
4)然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，最后采用逐渐升温的方式，升温至720℃，保持7h，得到素烧陶瓷；
5)采用釉浆对步骤4)得到的素烧陶瓷进行上釉，最后在1300℃的条件下进行釉烧3小时，即得高耐热陶瓷制品。
在本实施例中，步骤3)中，使坯浆的真密度达到设定的目标浆料真密度140g/ml。
对比例1：
其与实施例4的区别在于，莫来石混合物用莫来石粉替代，其他与实施例4相同。
对比例2：
其与实施例4的区别在于，莫来石混合物由以下重量份的原料组成：莫来石粉60～70份、锆莫来石粉40份、纳米活性二氧化锆9份，其他与实施例4相同。
对比例3：
其与实施例4的区别在于，没有锂云母粉，其他与实施例4相同。
对比例4：
其与实施例4的区别在于，没有三氧化二铝纤维，其他与实施例4相同。
对比例5：
其与实施例4的区别在于，没有纳米硼化锆，其他与实施例4相同。
下面对本发明实施例2至实施例4、对比例1至对比例5得到的高耐热陶瓷制品进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
从上表可以看出，本发明的高耐热陶瓷制品具有以下优点：抗热震性能好，具有高耐热的特点；热膨胀系数低。
对比发现，本发明的高耐热陶瓷制品中添加了特定配方的莫来石混合物，对其抗热震性能有着很大的影响，添加该特定配方的莫来石混合物，可使本发明的高耐热陶瓷制品抗热震性大大提高，使其具有高耐热性；本发明的高耐热陶瓷制品中还引入了适当比例的锂云母粉、三氧化二铝纤维、纳米硼化锆，与坯体的主要原料：煅烧高岭土，以及其他辅料，融合性好，且各组分相得益彰，起到良好的协同增强作用，使本发明的高耐热陶瓷制品的抗热震性能进一步提高。
此外，经测试，本发明的高耐热陶瓷制品的导热系数低至15.8w/m·k；抗压强度可达886mpa；抗弯强度可达274mpa。其中导热系数按照gb/t17911.1-2002进行测试；抗弯强度按照gb/t6569-2006进行测试；抗压强度按照jisr1608-2003进行测试。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。