本发明涉及陶瓷技术领域，具体涉及一种耐磨高硬度陶瓷制品及其制备方法。
背景技术：
陶瓷是人类生活和生产中不可缺少的一种特殊制品，它在人类生产历史上已有上千年的历史！在人类发展的历史长河中，人们充分利用陶瓷材料的物理与化学性质，开发出了日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、艺术陶瓷以及特种陶瓷等多种陶瓷制品。其中，日用陶瓷是品种繁多的陶瓷制品中最古老和常用的传统陶瓷，这类陶瓷制品具有最广泛的实用性和欣赏性。而现有的多数日用陶瓷存在耐磨抗压强度不够的问题，这些日用陶瓷制品在平时使用过程中，不可避免会受到挤压、磕碰、刻划或者磨损，耐磨抗压强度不够则容易损坏或者在制品上留下划痕、裂缝或缺口，造成瑕疵，影响陶瓷制品的美观甚至使用。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种耐磨高硬度陶瓷制品及其制备方法，该陶瓷制品具有高硬度和耐磨性，抗压强度高，热稳定性强。
本发明所采用的技术方案是：一种耐磨高硬度陶瓷制品，包括如下重量份的原料组分：所述坯体按重量份计包括以下原料：高岭土45～55份、氧化锆5～10份、膨润土12～18份、废瓷渣15～25份、氮化硅10～15份、钾长石17～23份、钠长石8～16份；
所述釉层按重量份计包括以下原料：高岭土25～35份、滑石粉12～16份、锂辉石10～15份、锂瓷石6～12份、石英10～15份、碳化硅5～10份、方解石7～14份。
优选地，所述坯体按重量份计包括以下原料：高岭土48～52份、氧化锆7～9份、膨润土14～16份、废瓷渣17～22份、氮化硅12～14份、钾长石19～21份、钠长石10～14份；
所述釉层按重量份计包括以下原料：高岭土27～32份、滑石粉13～15份、锂辉石12～14份、锂瓷石8～10份、石英12～14份、碳化硅7～9份、方解石10～12份。
优选地，所述坯体按重量份计包括以下原料：高岭土50份、氧化锆8份、膨润土15份、废瓷渣20份、氮化硅13份、钾长石20份、钠长石12份；
所述釉层按重量份计包括以下原料：高岭土30份、滑石粉14份、锂辉石13份、锂瓷石9份、石英12份、碳化硅8份、方解石10份。
本发明还提供了一种以上耐磨高硬度陶瓷制品的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照如上重量份取各原料，备用；
s2、将坯体的原料混合，而后采用湿法球磨制备坯体浆料；采用所述坯体浆料进行成型制备坯体；对所述坯体进行修坯，干燥；再对经干燥后的坯体进行素烧，制得素坯；
s3、将釉层的原料混合，而后采用湿法球磨制备釉液；再采用所述釉液对所述素坯进行施釉；
s4、对经施釉后的坯体进行烧成处理。
优选地，步骤s2中采用湿法球磨制备坯体浆料的过程，坯体原料：球：水的重量比为1：(1～3)：(0.5～2)，球磨后过100～200目筛网。进一步优选地，球磨介质为玛瑙球，球磨速度为200～250r/min，球磨时间为10～15小时。
优选地，步骤s2中所述成型为：将所述坯体浆料进行喷雾造粒，干压成型制成坯体；或将所述坯体浆料压滤练泥，挤压成型制成坯体。其中，通过将坯体浆料压滤练泥挤压成型，具体可以先将坯体浆料通过压滤机压滤成泥块，再将泥块通过练泥机进行练泥，制备出质量含水率20～22％左右的坯料；而后采用滚压成型机进行滚压成型，滚压成型过程可采用延时滚压方法，将单一产品的滚压时间延长至30～35s，以提高坯体的密度和强度。
优选地，步骤s2中，素烧温度为900～950℃；素烧时间为4～6h。
优选地，步骤s3中，所述釉液的浓度为45～55波美度。
优选地，步骤s3中采用湿法球磨制备釉液的过程，坯体原料：球：水的重量比为1：(1～3)：(1～2)，球磨后过200～300目筛网，再调成浓度为45～55波美度的釉液。进一步优选地，球磨介质为玛瑙球，球磨速度为100～150r/min，球磨时间为15～20小时。采用所述釉液对所述素坯进行施釉，施釉具体可采用浸釉方法，将素坯浸泡于釉液中3～10s，使素坯表面吸附釉液，形成厚度为0.3～1.5mm的釉层。
优选地，步骤s4中，所述烧成处理的烧成温度为1050～1150℃，烧成时间为3～5h。
本发明的有益技术效果是：本发明提供一种耐磨高硬度陶瓷制品及其制备方法，该耐磨高硬度陶瓷制品的坯体采用特定重量份配比的高岭土、氧化锆、膨润土、废瓷渣、氮化硅、钾长石和钠长石为原料，其中，高岭土为主要原料，其粘性大，可塑性强，性质稳定，其可使坯体在烧成之前易于定型且致密度高；氧化锆化学稳定性好、耐腐蚀性高，可增加陶瓷制品的硬性、强度、抗水性、耐热性和耐压性；膨润土是陶瓷坯料的增塑剂，能提高坯料的可塑性和粘结性，提高坯体的干燥强度和烧成强度；采用废瓷渣为原料，可实现废物循坏利用，有利于环保，并且废瓷渣为经烧成的材料，再以其为原料可适当降低烧成温度，缩短烧成时间；氮化硅摩擦系数小，物理性能好，化学稳定性高，其添加可提高坯体的硬度和抗腐蚀性，与氧化锆结合，有助于陶瓷烧结时不收缩，保持高强度；钾长石和钠长石均具有助熔作用，可降低烧成温度；钾长石可保证在成瓷温度下提供足够的玻璃相，坯体得到良好烧结，坯体不变形；钠长石高温粘度小，流动性大，易变形，烧成不易控制，但钠长石利于晶体发育成长，降低烧成温度的作用大于钾长石，通过与钾长石按特定配比搭配，可保证坯体不变形的基础上，降低烧成温度，节约能耗。通过以上坯体原料结合，可保证坯体具有高硬度和高抗压强度。
另外，该耐磨高硬度陶瓷制品的釉层采用特定重量份配比的高岭土、滑石粉、锂辉石、锂瓷石、石英、碳化硅和方解石为原料，其中，高岭土粘性大、可塑性强、性质稳定，易于成型；滑石粉熔点低，在陶瓷烧成过程，熔化的滑石粉可填充于其他原料颗粒缝隙中，使釉层致密度高，减少裂纹的产生，提高陶瓷制品的抗水性；锂辉石性质稳定，耐热性强，其添加可提高釉层的热稳定性，避免烧成过程中开裂；锂辉石和锂瓷石具有较好的助溶能力，助溶作用比k2o、na2o强，其添加可降低釉层的热膨胀系数和烧结温度，缩短烧结时间；石英强度高，可提升釉层的耐磨性，还可控制釉层在高温条件下的流动性不会过大，保证烧成陶瓷釉层厚度的均匀性；碳化硅有助于提高防滑摩擦能力，其与石英、滑石粉结合后，还可提升烧成陶瓷制品的抗震能力和热稳定性，加强釉层与坯体的粘着性，减少陶瓷制品在烧制过程中开裂的概率，提升烧成率；方解石可提高釉面的光泽度，增加产品的透明度。通过以上釉层原料结合，可保证陶瓷制品釉层与坯体粘着性强，具有高致密度、高耐磨性和热稳定性，且光泽度和透明度好。
综上，通过采用以上原料搭配，彼此相互协同配合，可使得产品陶瓷制品具有高硬度和耐磨性，抗压强度高，热稳定性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种耐磨高硬度陶瓷制品的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照如下重量份取坯体原料：高岭土45份、氧化锆5份、膨润土18份、废瓷渣15份、氮化硅15份、钾长石17份、钠长石8份；
s2、将坯体原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨，球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：1：0.5，以200r/min的速度球磨10小时，球磨后过100目筛网，制得坯体浆料；
s3、将坯体浆料通过压滤机压滤成泥块，将泥块通过练泥机进行练泥，制备出质量含水率20％左右的坯料；而后采用滚压成型机进行滚压成型制备坯体，滚压成型过程采用延时滚压方法，将单一产品的滚压时间延长至30s；
s4、采用日用陶瓷生产的常规修坯工艺，对成型坯体表面进行修整；再将经修整后的坯体存放于阴凉处作自然干燥8小时；
s5、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经干燥后的坯体进行素烧，素烧温度为900℃，素烧时间为6h，制得素坯；
s6、按照如下重量份取釉层原料：高岭土25份、滑石粉12份、锂辉石10份、锂瓷石12份、石英10份、碳化硅5份、方解石14份；
s7、将釉层的原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨；球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：1：1，以150r/min的速度球磨15小时，球磨后过200目筛网，再调成浓度为45波美度的釉液；
s8、对素坯进行施釉；施釉采用浸釉方法，具体将素坯浸泡于釉液中3s，使素坯表面吸附釉液，形成厚度为0.3mm的釉层；
s9、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经施釉后的坯体进行烧成处理；烧成温度为1050℃，烧成时间为3h。
实施例2
一种耐磨高硬度陶瓷制品的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照如下重量份取坯体原料：高岭土48份、氧化锆9份、膨润土16份、废瓷渣17份、氮化硅12份、钾长石21份、钠长石10份；
s2、将坯体原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨，球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：2：1，以220r/min的速度球磨12小时，球磨后过120目筛网，制得坯体浆料；
s3、将坯体浆料通过压滤机压滤成泥块，将泥块通过练泥机进行练泥，制备出质量含水率22％左右的坯料；而后采用滚压成型机进行滚压成型制备坯体，滚压成型过程采用延时滚压方法，将单一产品的滚压时间延长至32s；
s4、采用日用陶瓷生产的常规修坯工艺，对成型坯体表面进行修整；再将经修整后的坯体存放于阴凉处作自然干燥10小时；
s5、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经干燥后的坯体进行素烧，素烧温度为920℃，素烧时间为6h，制得素坯；
s6、按照如下重量份取釉层原料：高岭土27份、滑石粉13份、锂辉石12份、锂瓷石10份、石英14份、碳化硅9份、方解石10份；
s7、将釉层的原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨；球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：3：1，以120r/min的速度球磨18小时，球磨后过230目筛网，再调成浓度为50波美度的釉液；
s8、对素坯进行施釉；施釉采用浸釉方法，具体将素坯浸泡于釉液中5s，使素坯表面吸附釉液，形成厚度为0.8mm的釉层；
s9、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经施釉后的坯体进行烧成处理；烧成温度为1080℃，烧成时间为5h。
实施例3
一种耐磨高硬度陶瓷制品的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照如下重量份取坯体原料：高岭土50份、氧化锆8份、膨润土15份、废瓷渣20份、氮化硅13份、钾长石20份、钠长石12份；
s2、将坯体原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨，球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：2：1，以230r/min的速度球磨12小时，球磨后过150目筛网，制得坯体浆料；
s3、将坯体浆料通过压滤机压滤成泥块，将泥块通过练泥机进行练泥，制备出质量含水率20％左右的坯料；而后采用滚压成型机进行滚压成型制备坯体，滚压成型过程采用延时滚压方法，将单一产品的滚压时间延长至32s；
s4、采用日用陶瓷生产的常规修坯工艺，对成型坯体表面进行修整；再将经修整后的坯体置于120℃的烘箱中烘干7h小时；
s5、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经干燥后的坯体进行素烧，素烧温度为930℃，素烧时间为5h，制得素坯；
s6、按照如下重量份取釉层原料：高岭土30份、滑石粉14份、锂辉石13份、锂瓷石9份、石英12份、碳化硅8份、方解石10份；
s7、将釉层的原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨；球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：2：1，以120r/min的速度球磨18小时，球磨后过270目筛网，再调成浓度为50波美度的釉液；
s8、对素坯进行施釉；施釉采用浸釉方法，具体将素坯浸泡于釉液中6s，使素坯表面吸附釉液，形成厚度为1.0mm的釉层；
s9、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经施釉后的坯体进行烧成处理；烧成温度为1110℃，烧成时间为4h。
实施例4
一种耐磨高硬度陶瓷制品的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照如下重量份取坯体原料：高岭土52份、氧化锆7份、膨润土14份、废瓷渣22份、氮化硅14份、钾长石19份、钠长石14份；
s2、将坯体原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨，球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：1：2，以230r/min的速度球磨14小时，球磨后过170目筛网，制得坯体浆料；
s3、将坯体浆料通过压滤机压滤成泥块，将泥块通过练泥机进行练泥，制备出质量含水率20％左右的坯料；而后采用滚压成型机进行滚压成型制备坯体，滚压成型过程采用延时滚压方法，将单一产品的滚压时间延长至35s；
s4、采用日用陶瓷生产的常规修坯工艺，对成型坯体表面进行修整；再将经修整后的坯体置于120℃的烘箱中烘干5h小时；
s5、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经干燥后的坯体进行素烧，素烧温度为950℃，素烧时间为4h，制得素坯；
s6、按照如下重量份取釉层原料：高岭土32份、滑石粉15份、锂辉石14份、锂瓷石8份、石英12份、碳化硅7份、方解石12份；
s7、将釉层的原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨；球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：3：1.5，以140r/min的速度球磨16小时，球磨后过270目筛网，再调成浓度为55波美度的釉液；
s8、对素坯进行施釉；施釉采用浸釉方法，具体将素坯浸泡于釉液中7s，使素坯表面吸附釉液，形成厚度为1.2mm的釉层；
s9、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经施釉后的坯体进行烧成处理；烧成温度为1100℃，烧成时间为4h。
实施例5
一种耐磨高硬度陶瓷制品的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照如下重量份取坯体原料：高岭土55份、氧化锆10份、膨润土12份、废瓷渣25份、氮化硅10份、钾长石23份、钠长石16份；
s2、将坯体原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨，球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：3：2，以250r/min的速度球磨15小时，球磨后过200目筛网，制得坯体浆料；
s3、将坯体浆料进行喷雾造粒，干压成型制成坯体；
s4、采用日用陶瓷生产的常规修坯工艺，对成型坯体表面进行修整；再将经修整后的坯体置于100℃的烘箱中烘干5h小时；
s5、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经干燥后的坯体进行素烧，素烧温度为950℃，素烧时间为4h，制得素坯；
s6、按照如下重量份取釉层原料：高岭土35份、滑石粉16份、锂辉石15份、锂瓷石6份、石英15份、碳化硅10份、方解石7份；
s7、将釉层的原料混合，而后对混合后坯体原料进行湿法球磨；球磨介质为玛瑙球，坯体原料：球：水的重量比为1：3：2，以100r/min的速度球磨20小时，球磨后过300目筛网，再调成浓度为55波美度的釉液；
s8、对素坯进行施釉；施釉采用浸釉方法，具体将素坯浸泡于釉液中10s，使素坯表面吸附釉液，形成厚度为1.5mm的釉层；
s9、采用常规的陶瓷烧成窑炉对经施釉后的坯体进行烧成处理；烧成温度为1150℃，烧成时间为5h。
以市面购买的销量较好的某品牌强化日用陶瓷制品作为对比例，对上述实施例1-5中制得的耐磨高硬度陶瓷制品和对比例进行硬度、破坏强度、断裂模数、耐磨性、热稳定性、抗水性测试，测试方法如下：
硬度测试：取5片耐磨高硬度陶瓷制品碎片作为试样，按照日用陶瓷器釉面维氏硬度测定方法(qb/t4780-2015)中规定的方法进行维氏硬度测试，取其平均值；
破坏强度测试、断裂模数测试：取5片耐磨高硬度陶瓷制品碎片作为试样，将试样放入110℃士5℃的干燥箱中干燥至恒重，即间隔24h的连续两次称量的差值不大于0.1％。然后将试样放在密闭的干燥箱或干燥器中冷却至室温，3h后按照国家标准gb/t3810.4-2006/iso中的规定对试样进行破坏强度与断裂模数测试。
耐磨性测试：采用耐磨性测试机对耐磨高硬度陶瓷制品的碎片进行耐磨性测试，取5片耐磨高硬度陶瓷制品碎片作为试样，在试样上放置一定颗粒级配的研磨钢球、80号白刚玉和定量的去离子水或蒸馏水，按照规定的旋转速率进行旋转研磨，对已磨损的试样与未磨损的试样进行观察对比，通过试样上开始出现磨损的研磨转数来评价其耐磨性，将5片试样的耐磨性测试结果求平均值即得陶瓷制品的耐磨性测试结果，其试样上开始出现磨损的研磨转数越高，试样的耐磨性越好。
热稳定性测试：取5片耐磨高硬度陶瓷制品碎片作为试样，置于280℃条件下保温300分钟，保温结束后取出试样并进行核算，在15s内急速投入温度为20℃的水中，浸泡10分钟，而后取出试样用布揩干，涂上红色墨水，检查有无裂纹，24h后再复查一次，产生裂纹越少，试样的热稳定性越好。
吸水率测试：取5片耐磨高硬度陶瓷制品碎片作为试样，洗净后烘干，分别称其重量，之后将试样分隔后置于蒸馏水中，煮沸3小时，期间水面保持高于试样10mm以上，之后将试样捞出，用已吸水饱和的布揩去试样表面附着的水，迅速分别称量其重量，之后通过公式计算出各试样的吸水率，计算5片试样的平均吸水率即得耐磨高硬度陶瓷制品制品的吸水率，其吸水率越低，试样的抗水性越好。
采用以上方法对上述实施例1-5中得到的耐磨高硬度陶瓷制品与对比例日用陶瓷制品进行硬度、破坏强度、断裂模数、耐磨性、热稳定性、抗水性测试结果如下表1所示：
表1
由上可知，实施例1-5所制得的耐磨高硬度陶瓷制品，其破坏强度、断裂模数、耐磨性、热稳定性和抗水性均高于对比例中市面购买的强化陶瓷制品。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。