【技术领域】
本发明涉及陶瓷制品领域，具体涉及一种隔热保温陶瓷及其制作方法。
背景技术：
由于资源的短缺和能源需求量的增加，保温隔热材料作为一种节能环保材料越来受到重视。当前市面上的隔热保温种类多样，主要以石棉板、海泡石、硅酸铝纤维、珍珠岩粉等材料为主要原料，有一定的效果，但占用体积较大，有些虽然具备高气孔率，但气孔分布不均匀，且机械强度差。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种隔热保温陶瓷及其制作方法，本发明制得的陶瓷具有气孔率高、导热系数低、保温性能好和机械强度高等特点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种隔热保温陶瓷，由以下重量份数的原料制成：膨胀珍珠岩50-60份、莫来石24-30份、粘土29-36份、白云石18-23份、钾长石12-16份、锂辉石10-14份、菱镁矿6-9份、氧化锆1-3份、氮化硼3-7份、氧化钙10-15份、氧化镁4-9份、羧甲基纤维素2-4份、田菁粉18-26份、碳酸钾5-9份、硅酸钠1-5份、十二烷基硫酸钠0.9-1.7份、氧化铝纤维0.5-0.9份和稀土氧化物0.4-0.8份。
较优的，一种隔热保温陶瓷，由以下重量份数的原料制成：膨胀珍珠岩55份、莫来石28份、粘土34份、白云石20份、钾长石14份、锂辉石13份、菱镁矿7份、氧化锆2份、氮化硼5份、氧化钙13份、氧化镁6份、羧甲基纤维素3份、田菁粉22份、碳酸钾8份、硅酸钠2份、十二烷基硫酸钠1.4份、氧化铝纤维0.7份和稀土氧化物0.6份。
进一步地，所述稀土氧化物为氧化铈、氧化镧或氧化镥中的一种。
根据上述配方，本发明还提供一种隔热保温陶瓷的制作方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取各原料；
(2)将膨胀珍珠岩、莫来石、粘土、白云石、钾长石、锂辉石和菱镁矿于800-950℃下一同煅烧60-70分钟后，粉碎至细度为300-400nm，得到混合粉料a；
(3)将氧化锆、氮化硼、氧化钙、氧化镁、羧甲基纤维素、碳酸钾、硅酸钠、十二烷基硫酸钠、氧化铝纤维和稀土氧化物于1200-1250℃下一同煅烧40-60分钟后，粉碎至细度为320-340nm，得到混合粉料b；
(4)将上述混合粉料a、混合粉料b和田菁粉与所述混合粉料a、混合粉料b和田菁粉总重量80-90％的水混匀，并调整ph值为9-10后，密封静置陈腐1-2天，得到陈腐泥料；
(5)将上述陈腐泥料于3000-4000kn的压力下制成坯体，将坯体于200-250℃下干燥35-45分钟后，在温度为1090-1100℃下烧制70-80分钟，并保温60-75分钟，即可得到所述陶瓷。
进一步地，步骤(4)中，所述陈腐温度为30-35℃，湿度为90-95％。
进一步地，步骤(5)中，所述烧制是在还原气氛下进行。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过对原料和制作方法进行优化改进，使制得的陶瓷具有气孔率高、导热系数低、保温性能好和机械强度高等特点，经检测，本发明陶瓷气孔率为62.77-65.89％，平均孔径为48-50μm,导热系数为0.1-0.15w(m·k)，抗压强度为170.76-173.18mpa。其中，氧化锆、氮化硼、氧化钙和氧化镁的添加增强了陶瓷的耐热性和机械强度；羧甲基纤维素、田菁粉、碳酸钾、硅酸钠和十二烷基硫酸钠一同煅烧增加了气孔率；同时，氧化铝纤维表面活性好，热导率剂热膨胀系数低，与上述材料共同作用进一步降低了导热系数，使保温隔热效果更显著。
【具体实施方式】
以下结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。
实施例1
本实施例一种隔热保温陶瓷，由以下重量份数的原料制成：膨胀珍珠岩50份、莫来石24份、粘土29份、白云石18份、钾长石12份、锂辉石10份、菱镁矿6份、氧化锆1份、氮化硼3份、氧化钙10份、氧化镁4份、羧甲基纤维素2份、田菁粉18份、碳酸钾5份、硅酸钠1份、十二烷基硫酸钠0.9份、氧化铝纤维0.5份和氧化铈0.4份。
本实施例一种隔热保温陶瓷的制作方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取各原料；
(2)将膨胀珍珠岩、莫来石、粘土、白云石、钾长石、锂辉石和菱镁矿于800℃下一同煅烧70分钟后，粉碎至细度为300-400nm，得到混合粉料a；
(3)将氧化锆、氮化硼、氧化钙、氧化镁、羧甲基纤维素、碳酸钾、硅酸钠、十二烷基硫酸钠、氧化铝纤维和稀土氧化物于1200℃下一同煅烧60分钟后，粉碎至细度为320-340nm，得到混合粉料b；
(4)将上述混合粉料a、混合粉料b和田菁粉与所述混合粉料a、混合粉料b和田菁粉总重量80％的水混匀，并调整ph值为9后，密封静置陈腐1天，陈腐温度为35℃，湿度为90％，得到陈腐泥料；
(5)将上述陈腐泥料于3000kn的压力下制成坯体，将坯体于200℃下干燥45分钟后，在温度为1090℃的还原气氛下烧制80分钟，并保温60分钟，即可得到所述陶瓷。
实施例2
本实施例一种隔热保温陶瓷，由以下重量份数的原料制成：膨胀珍珠岩60份、莫来石30份、粘土36份、白云石23份、钾长石16份、锂辉石14份、菱镁矿9份、氧化锆3份、氮化硼7份、氧化钙15份、氧化镁9份、羧甲基纤维素4份、田菁粉26份、碳酸钾9份、硅酸钠5份、十二烷基硫酸钠1.7份、氧化铝纤维0.9份和氧化镧0.8份。
本实施例一种隔热保温陶瓷的制作方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取各原料；
(2)将膨胀珍珠岩、莫来石、粘土、白云石、钾长石、锂辉石和菱镁矿于950℃下一同煅烧60分钟后，粉碎至细度为300-400nm，得到混合粉料a；
(3)将氧化锆、氮化硼、氧化钙、氧化镁、羧甲基纤维素、碳酸钾、硅酸钠、十二烷基硫酸钠、氧化铝纤维和稀土氧化物于1250℃下一同煅烧40分钟后，粉碎至细度为320-340nm，得到混合粉料b；
(4)将上述混合粉料a、混合粉料b和田菁粉与所述混合粉料a、混合粉料b和田菁粉总重量90％的水混匀，并调整ph值为10后，密封静置陈腐2天，陈腐温度为30℃，湿度为95％，得到陈腐泥料；
(5)将上述陈腐泥料于4000kn的压力下制成坯体，将坯体于250℃下干燥35分钟后，在温度为1100℃的还原气氛下烧制70分钟，并保温75分钟，即可得到所述陶瓷。
实施例3
本实施例一种隔热保温陶瓷，由以下重量份数的原料制成：膨胀珍珠岩55份、莫来石28份、粘土34份、白云石20份、钾长石14份、锂辉石13份、菱镁矿7份、氧化锆2份、氮化硼5份、氧化钙13份、氧化镁6份、羧甲基纤维素3份、田菁粉22份、碳酸钾8份、硅酸钠2份、十二烷基硫酸钠1.4份、氧化铝纤维0.7份和氧化镥0.6份。
本实施例一种隔热保温陶瓷的制作方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取各原料；
(2)将膨胀珍珠岩、莫来石、粘土、白云石、钾长石、锂辉石和菱镁矿于900℃下一同煅烧65分钟后，粉碎至细度为300-400nm，得到混合粉料a；
(3)将氧化锆、氮化硼、氧化钙、氧化镁、羧甲基纤维素、碳酸钾、硅酸钠、十二烷基硫酸钠、氧化铝纤维和稀土氧化物于1230℃下一同煅烧50分钟后，粉碎至细度为320-340nm，得到混合粉料b；
(4)将上述混合粉料a、混合粉料b和田菁粉与所述混合粉料a、混合粉料b和田菁粉总重量85％的水混匀，并调整ph值为9.5后，密封静置陈腐1.5天，陈腐温度为33℃，湿度为92％，得到陈腐泥料；
(5)将上述陈腐泥料于3500kn的压力下制成坯体，将坯体于230℃下干燥40分钟后，在温度为1095℃的还原气氛下烧制75分钟，并保温70分钟，即可得到所述陶瓷。
本发明陶瓷性能分析：
为了说明本发明陶瓷的隔热保温性能，申请人做了以下对比试验：将试验分为分为第1组、第2组、第3组、对照组1、对照组2、对照组3共6个小组，其中，第1组采用实施例1的配方和制作方法制作陶瓷；第2组采用实施例2的配方和制作方法制作陶瓷；第3组采用实施例3的配方和制作方法制作陶瓷；对照组1采用实施例3的制作方法制作，但配方中不含氧化锆和氮化硼的原料成分；对照组2采用实施例3的制作方法制作，但配方中不含有硅酸钠和十二烷基硫酸钠的原料成分；对照组3采用实施例3的制作方法制作，但配方中不含有氧化铝纤维的原料成分。烧结后将各组制得的陶瓷进行气孔率、平均孔径、导热系数、抗压强度等性能检测，检测均在相同的环境条件下进行，其中，抗压强度通过kzy-300-1型电动抗折仪进行测量；气孔率采用阿基米德法，以煤油为介质进行测量；平均孔径采用氮气吸附法测量；导热系数采用激光闪光法测量。测量结果如表1所示：
表1陶瓷各项性能检测结果
通过1组、第2组、第3组的数据可知，发明陶瓷气孔率为62.77-65.89％，平均孔径为48-50μm,导热系数为0.1-0.15w(m·k)，抗压强度为170.76-173.18mpa；通过第3组和对照组1的对比可知，本发明原料氧化锆、氮化硼、氧化钙和氧化镁的协同作用增强了陶瓷的耐热性和机械强度；通过第3组和对照组2的对比可知本发明原料中羧甲基纤维素、田菁粉、碳酸钾、硅酸钠和十二烷基硫酸钠的配合可增加气孔率；通过第3组和对照组3的对比可知本发明原料中氧化铝纤维的添加进一步降低了导热系数，使保温隔热效果更显著。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。