本发明涉及新材料领域，具体是一种抗压强度高的陶瓷材料。
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、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。传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性，通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等，使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平，使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。
非金属耐磨陶瓷材料可涂抹在金属表面作为耐磨、耐热层使用，目前常用“水合结合法”生产非金属耐磨陶瓷材料，此方法通常在常温下利用水泥与水混合，然后再将水泥和水的混合物与耐磨陶瓷材料中的骨料、微粉、分散剂、钢钎维进行混合产生有一定强度的耐磨陶瓷材料，这种方法生产的耐磨陶瓷材料耐压强度差，浪费水资源，增加生产成本，耗费劳动力，这就为人们的使用带来了不便。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种抗压强度高的陶瓷材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抗压强度高的陶瓷材料，由以下原料按照重量份组成：建筑废弃物15-28份、石英砂8-15份、刚玉5-14份、纳米金属氧化物14-30份、碳化硅2.5-5份、氮化硼1.5-6份、硅酸铝纤维1.5-4.5份、石蜡3-8份、酚醛树脂7-19份、钛酸正丁酯4-10份、增强纤维2-6份、椰子壳4-8份和木糖醇1.5-5份。
作为本发明进一步的方案：增强纤维采用无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高碱玻璃纤维中的一种或几种的混合物，石英砂和刚玉的粒径均不大于3mm。
作为本发明进一步的方案：纳米金属氧化物为纳米氧化锡、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化锆的混合物，纳米氧化锡、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化锆的重量之比为2-4：1-5：0.6-3：1-3：1。
所述抗压强度高的陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将建筑废弃物、石英砂和刚玉混合均匀，制得骨料，备用；
步骤二，将纳米金属氧化物、碳化硅和氮化硼混合均匀并且加入到有机物的水溶液中，有机物的加入量为混合物总重量的15-40%，得到第一混合溶液，再向第一混合物溶液中加入粘土混合物并混合均匀，粘土混合物的加入量为第一混合溶液总重量的20-30%，完全反应完毕后进行脱水处理，得到第一混合物；
步骤三，将硅酸铝纤维、酚醛树脂、钛酸正丁酯、增强纤维和椰子壳混合均匀并且研磨分散，研磨0.5-2小时后加入酒精，继续研磨1-3小时后烘干，烘干产物放入球磨机中进行球磨，得到第二混合物；
步骤四，将骨料、第一混合物、第二混合物和木糖醇高速搅拌20-30分钟，置于高压釜中20-40分钟，使材料充分分散，再向其中加入石蜡并且进行造粒，然后在1330-1650摄氏度进行煅烧，煅烧结束之后置于氮气气氛中自然冷却，取出，即可得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤四中高压釜的压强为23-30mpa，温度为55-75摄氏度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，制备工艺简单，适用于大规模的工业化生产；本发明中各组分起协同作用，采用研磨、球磨和分散，使得材料混合均匀，而后在高压条件下进行煅烧，得到材料的抗压强度、抗弯强度和断裂韧性均大大优于现有产品，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种抗压强度高的陶瓷材料，由以下原料按照重量份组成：建筑废弃物15份、石英砂8份、刚玉5份、纳米金属氧化物14份、碳化硅2.5份、氮化硼1.5份、硅酸铝纤维1.5份、石蜡3份、酚醛树脂7份、钛酸正丁酯4份、增强纤维2份、椰子壳4份和木糖醇1.5份。增强纤维采用无碱玻璃纤维，石英砂和刚玉的粒径均不大于3mm。
所述抗压强度高的陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将建筑废弃物、石英砂和刚玉混合均匀，制得骨料，备用；
步骤二，将纳米金属氧化物、碳化硅和氮化硼混合均匀并且加入到有机物的水溶液中，有机物的加入量为混合物总重量的21%，得到第一混合溶液，再向第一混合物溶液中加入粘土混合物并混合均匀，粘土混合物的加入量为第一混合溶液总重量的24%，完全反应完毕后进行脱水处理，得到第一混合物；
步骤三，将硅酸铝纤维、酚醛树脂、钛酸正丁酯、增强纤维和椰子壳混合均匀并且研磨分散，研磨0.5小时后加入酒精，继续研磨2小时后烘干，烘干产物放入球磨机中进行球磨，得到第二混合物；
步骤四，将骨料、第一混合物、第二混合物和木糖醇高速搅拌20分钟，置于高压釜中26分钟，使材料充分分散，再向其中加入石蜡并且进行造粒，然后在1380摄氏度进行煅烧，煅烧结束之后置于氮气气氛中自然冷却，取出，即可得到成品。
实施例2
一种抗压强度高的陶瓷材料，由以下原料按照重量份组成：建筑废弃物19份、石英砂11份、刚玉7份、纳米金属氧化物21份、碳化硅3份、氮化硼3份、硅酸铝纤维2.5份、石蜡5份、酚醛树脂12份、钛酸正丁酯8份、增强纤维4份、椰子壳5份和木糖醇3份。纳米金属氧化物为纳米氧化锡、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化锆的混合物，纳米氧化锡、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化锆的重量之比为2：3：1.5：2：1。
所述抗压强度高的陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将建筑废弃物、石英砂和刚玉混合均匀，制得骨料，备用；
步骤二，将纳米金属氧化物、碳化硅和氮化硼混合均匀并且加入到有机物的水溶液中，有机物的加入量为混合物总重量的26%，得到第一混合溶液，再向第一混合物溶液中加入粘土混合物并混合均匀，粘土混合物的加入量为第一混合溶液总重量的27%，完全反应完毕后进行脱水处理，得到第一混合物；
步骤三，将硅酸铝纤维、酚醛树脂、钛酸正丁酯、增强纤维和椰子壳混合均匀并且研磨分散，研磨1小时后加入酒精，继续研磨2.5小时后烘干，烘干产物放入球磨机中进行球磨，得到第二混合物；
步骤四，将骨料、第一混合物、第二混合物和木糖醇高速搅拌27分钟，置于压强为26mpa，温度为63摄氏度的高压釜中32分钟，使材料充分分散，再向其中加入石蜡并且进行造粒，然后在1470摄氏度进行煅烧，煅烧结束之后置于氮气气氛中自然冷却，取出，即可得到成品。
实施例3
一种抗压强度高的陶瓷材料，由以下原料按照重量份组成：建筑废弃物24份、石英砂13份、刚玉11份、纳米金属氧化物26份、碳化硅4份、氮化硼5份、硅酸铝纤维4份、石蜡7份、酚醛树脂16份、钛酸正丁酯8份、增强纤维5份、椰子壳7份和木糖醇5份。增强纤维采用中碱玻璃纤维和高碱玻璃纤维的混合物，石英砂和刚玉的粒径均不大于3mm。纳米金属氧化物为纳米氧化锡、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化锆的混合物，纳米氧化锡、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化锆的重量之比为4：3：1.6：2：1。
所述抗压强度高的陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将建筑废弃物、石英砂和刚玉混合均匀，制得骨料，备用；
步骤二，将纳米金属氧化物、碳化硅和氮化硼混合均匀并且加入到有机物的水溶液中，有机物的加入量为混合物总重量的32%，得到第一混合溶液，再向第一混合物溶液中加入粘土混合物并混合均匀，粘土混合物的加入量为第一混合溶液总重量的28%，完全反应完毕后进行脱水处理，得到第一混合物；
步骤三，将硅酸铝纤维、酚醛树脂、钛酸正丁酯、增强纤维和椰子壳混合均匀并且研磨分散，研磨1小时后加入酒精，继续研磨1.5小时后烘干，烘干产物放入球磨机中进行球磨，得到第二混合物；
步骤四，将骨料、第一混合物、第二混合物和木糖醇高速搅拌28分钟，置于高压釜中35分钟，使材料充分分散，再向其中加入石蜡并且进行造粒，然后在1540摄氏度进行煅烧，煅烧结束之后置于氮气气氛中自然冷却，取出，即可得到成品。
实施例4
一种抗压强度高的陶瓷材料，由以下原料按照重量份组成：建筑废弃物27份、石英砂14份、刚玉13份、纳米金属氧化物28份、碳化硅4.5份、氮化硼6份、硅酸铝纤维4.5份、石蜡8份、酚醛树脂18份、钛酸正丁酯9份、增强纤维6份、椰子壳8份和木糖醇4份。增强纤维采用无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高碱玻璃纤维的混合物，石英砂和刚玉的粒径均不大于3mm。纳米金属氧化物为纳米氧化锡、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化锆的混合物，纳米氧化锡、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化锆的重量之比为2：5：2.8：1.3：1。
所述抗压强度高的陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将建筑废弃物、石英砂和刚玉混合均匀，制得骨料，备用；
步骤二，将纳米金属氧化物、碳化硅和氮化硼混合均匀并且加入到有机物的水溶液中，有机物的加入量为混合物总重量的34%，得到第一混合溶液，再向第一混合物溶液中加入粘土混合物并混合均匀，粘土混合物的加入量为第一混合溶液总重量的26%，完全反应完毕后进行脱水处理，得到第一混合物；
步骤三，将硅酸铝纤维、酚醛树脂、钛酸正丁酯、增强纤维和椰子壳混合均匀并且研磨分散，研磨1小时后加入酒精，继续研磨3小时后烘干，烘干产物放入球磨机中进行球磨，得到第二混合物；
步骤四，将骨料、第一混合物、第二混合物和木糖醇高速搅拌24分钟，置于压强为28mpa，温度为66摄氏度的高压釜中36分钟，使材料充分分散，再向其中加入石蜡并且进行造粒，然后在1610摄氏度进行煅烧，煅烧结束之后置于氮气气氛中自然冷却，取出，即可得到成品。
对实施例1-4的产品和现有产品进行性能测试，测试结果见表1。
表1
从表1中可以看出，实施例1-4的产品在抗压强度、抗弯强度和断裂韧性上均优于现有产品。
本产品采用建筑废弃物、石英砂和刚玉作为骨料，加入多种纳米金属氧化物，其中纳米氧化锡和纳米二氧化钛不仅具有增强材料强度的特点，还具光催化作用，可保持材料的清洁性能；碳化硅是一种非常理想的“增韧剂”，能有效提供材料的强度；氮化硼具有极高的硬度，可显著提高陶瓷材料的硬度。硅酸铝纤维、钛酸正丁酯、增强纤维、椰子壳和木糖醇作为掺杂，可以提高产品的强度和韧性。本发明采用研磨、球磨和分散，使得材料混合均匀，而后在高压条件下进行煅烧，得到的材料质地均一，性能稳定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。