一种高强度耐摔陶瓷制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷制品领域，具体涉及一种高强度耐摔陶瓷制品及其制备方法。

背景技术

陶瓷是陶器与瓷器的统称。传统陶瓷又称普通陶瓷，是以粘土等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品，现代陶瓷又称新型陶瓷、精细陶瓷或特种陶瓷。常用非硅酸盐类化工原料或人工合成原料，如氧化物(氧化铝、氧化锆、氧化钛等)和非氧化物(氮化硅、碳化硼等)制造。陶瓷具有优异的绝缘、耐腐蚀、耐高温、硬度高、密度低、耐辐射等诸多优点，已在国民经济各领域得到广泛应用。传统陶瓷制品包括日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、工业美术陶瓷、化工陶瓷、电气陶瓷等，种类繁多，性能各异。随着高新技术工业的兴起，各种新型特种陶瓷也获得较大发展，陶瓷已日趋成为卓越的结构材料和功能材料。

陶瓷制品是人们日常生活中最常见的器具之一，有缸、罐、碗、壶、瓶等日常生活用具。陶瓷制品的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分，其中陶瓷制品的发明和发展更具有独特的意义。

但是，目前所使用的陶瓷制品还存在以下问题：

1、强度较低，尤其是抗弯强度低，不耐摔不耐折，综合力学性能不好；

2、抗热震性能较差，在冷热交替的环境中使用容易出现开裂等，使用寿命短；

3、外观(表观性能)性能差，必须经过上釉才能使用，无法一次成型，等综合性能差。

发明内容

基于上述情况，本发明的目的在于提供一种高强度耐摔陶瓷制品及其制备方法，可有效解决以上问题。本发明的高强度耐摔陶瓷制品通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的黄蜡石、萤石、长石、石英、高岭土、增强增韧组分、氧化钛、氧化钡等原料，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，大幅提升产品的质量，制得的高强度耐摔陶瓷制品高强度高，尤其是抗弯强度高，具有良好的韧性，耐摔耐折，且抗压强度高，综合力学强度高，力学性能优异；抗热震性能好，在冷热交替的环境中使用不易开裂，使用寿命长；表面平整光滑、光泽度好，表观性能好。

此外，经测试本发明的高强度耐摔陶瓷制品的硬度和耐磨性能均十分良好，综合性能好，具有广阔的市场前景。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种高强度耐摔陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：

黄蜡石45～55份、

萤石20～26份、

长石15～19份、

石英14～18份、

高岭土10～13份、

增强增韧组分6～10份、

氧化钛4～5.5份、

氧化钡3～4.5份。

本发明的高强度耐摔陶瓷制品通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的黄蜡石、萤石、长石、石英、高岭土、增强增韧组分、氧化钛、氧化钡等原料，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，大幅提升产品的质量，制得的高强度耐摔陶瓷制品高强度高，尤其是抗弯强度高，具有良好的韧性，耐摔耐折，且抗压强度高，综合力学强度高，力学性能优异；抗热震性能好，在冷热交替的环境中使用不易开裂，使用寿命长；表面平整光滑、光泽度好，表观性能好。

此外，经测试本发明的高强度耐摔陶瓷制品的硬度和耐磨性能均十分良好，综合性能好，具有广阔的市场前景。

优选的，所述高强度耐摔陶瓷制品由包括以下重量份的原料制成：

黄蜡石50份、

萤石23份、

长石17份、

石英16份、

高岭土11.5份、

增强增韧组分8份、

氧化钛4.8份、

氧化钡3.7份。

优选的，所述长石为钠长石和锂长石的混合物。

优选的，所述钠长石和锂长石的混合物中钠长石和锂长石的质量之比为1：(0.32～0.42)。

优选的，所述高岭土为煅烧高岭土，粒度为3000～5000目。

优选的，所述增强增韧组分为二硅化铌和二硼化锆的混合物。

优选的，所述二硅化铌和二硼化锆的混合物中二硅化铌和二硼化锆的质量之比为1：(1.4～1.6)。

优选的，所述氧化钛为纳米二氧化钛。

同时，本发明还提供一种所述的高强度耐摔陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：

A、按重量份称取以下各原料：黄蜡石、萤石、长石、石英、高岭土、增强增韧组分、氧化钛、氧化钡；

B、将称取的各原料混合后，得到混合料，采用球磨机球磨60～80min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为：1：2.45：(0.65～0.68)；

C、过200目筛，然后进行真空除泡，并调整固含量，得到坯浆；所述坯浆的固含量为62～66％；

D、然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，逐渐升温至1080～1160℃，升温速度为5～7℃/min；烧制5～7h，得到所述高强度耐摔陶瓷制品。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明的高强度耐摔陶瓷制品通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的黄蜡石、萤石、长石、石英、高岭土、增强增韧组分、氧化钛、氧化钡等原料，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，大幅提升产品的质量，制得的高强度耐摔陶瓷制品高强度高，尤其是抗弯强度高，具有良好的韧性，耐摔耐折，且抗压强度高，综合力学强度高，力学性能优异；抗热震性能好，在冷热交替的环境中使用不易开裂，使用寿命长；表面平整光滑、光泽度好，表观性能好。

此外，经测试本发明的高强度耐摔陶瓷制品的硬度和耐磨性能均十分良好，综合性能好，具有广阔的市场前景。

本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。

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，但是不能理解为对本专利的限制。

下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。

实施例1：

一种高强度耐摔陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：

黄蜡石45～55份、

萤石20～26份、

长石15～19份、

石英14～18份、

高岭土10～13份、

增强增韧组分6～10份、

氧化钛4～5.5份、

氧化钡3～4.5份。

在本实施例中，所述高强度耐摔陶瓷制品优选但不局限于由包括以下重量份的原料制成：

黄蜡石50份、

萤石23份、

长石17份、

石英16份、

高岭土11.5份、

增强增韧组分8份、

氧化钛4.8份、

氧化钡3.7份。

在本实施例中，所述长石优选但不局限于为钠长石和锂长石的混合物。

在本实施例中，所述钠长石和锂长石的混合物中钠长石和锂长石的质量之比优选但不局限于为1：(0.32～0.42)。

在本实施例中，所述高岭土优选但不局限于为煅烧高岭土，粒度优选但不局限于为3000～5000目。

在本实施例中，所述增强增韧组分优选但不局限于为二硅化铌和二硼化锆的混合物。

在本实施例中，所述二硅化铌和二硼化锆的混合物中二硅化铌和二硼化锆的质量之比优选但不局限于为1：(1.4～1.6)。

在本实施例中，所述氧化钛优选但不局限于为纳米二氧化钛。

本实施例还提供一种所述的高强度耐摔陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：

A、按重量份称取以下各原料：黄蜡石、萤石、长石、石英、高岭土、增强增韧组分、氧化钛、氧化钡；

B、将称取的各原料混合后，得到混合料，采用球磨机球磨60～80min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为：1：2.45：(0.65～0.68)；

C、过200目筛，然后进行真空除泡，并调整固含量，得到坯浆；所述坯浆的固含量为62～66％；

D、然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，逐渐升温至1080～1160℃，升温速度为5～7℃/min；烧制5～7h，得到所述高强度耐摔陶瓷制品。

实施例2：

一种高强度耐摔陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：

黄蜡石45份、

萤石20份、

长石15份、

石英14份、

高岭土10份、

增强增韧组分6份、

氧化钛4份、

氧化钡3份。

在本实施例中，所述长石为钠长石和锂长石的混合物。

在本实施例中，所述钠长石和锂长石的混合物中钠长石和锂长石的质量之比为1：0.32。

在本实施例中，所述高岭土为煅烧高岭土，粒度为3000目。

在本实施例中，所述增强增韧组分为二硅化铌和二硼化锆的混合物。

在本实施例中，所述二硅化铌和二硼化锆的混合物中二硅化铌和二硼化锆的质量之比为1：1.4。

在本实施例中，所述氧化钛为纳米二氧化钛。

在本实施例中，所述的高强度耐摔陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：

A、按重量份称取以下各原料：黄蜡石、萤石、长石、石英、高岭土、增强增韧组分、氧化钛、氧化钡；

B、将称取的各原料混合后，得到混合料，采用球磨机球磨60min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为：1：2.45：0.65；

C、过200目筛，然后进行真空除泡，并调整固含量，得到坯浆；所述坯浆的固含量为66％；

D、然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，逐渐升温至1160℃，升温速度为7℃/min；烧制5h，得到所述高强度耐摔陶瓷制品。

实施例3：

一种高强度耐摔陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：

黄蜡石55份、

萤石26份、

长石19份、

石英18份、

高岭土13份、

增强增韧组分10份、

氧化钛5.5份、

氧化钡4.5份。

在本实施例中，所述长石为钠长石和锂长石的混合物。

在本实施例中，所述钠长石和锂长石的混合物中钠长石和锂长石的质量之比为1：0.42。

在本实施例中，所述高岭土为煅烧高岭土，粒度为5000目。

在本实施例中，所述增强增韧组分为二硅化铌和二硼化锆的混合物。

在本实施例中，所述二硅化铌和二硼化锆的混合物中二硅化铌和二硼化锆的质量之比为1：1.6。

在本实施例中，所述氧化钛为纳米二氧化钛。

在本实施例中，所述的高强度耐摔陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：

A、按重量份称取以下各原料：黄蜡石、萤石、长石、石英、高岭土、增强增韧组分、氧化钛、氧化钡；

B、将称取的各原料混合后，得到混合料，采用球磨机球磨80min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为：1：2.45：0.68；

C、过200目筛，然后进行真空除泡，并调整固含量，得到坯浆；所述坯浆的固含量为62％；

D、然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，逐渐升温至1080℃，升温速度为5℃/min；烧制7h，得到所述高强度耐摔陶瓷制品。

实施例4：

一种高强度耐摔陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：

黄蜡石50份、

萤石23份、

长石17份、

石英16份、

高岭土11.5份、

增强增韧组分8份、

氧化钛4.8份、

氧化钡3.7份。

在本实施例中，所述长石为钠长石和锂长石的混合物。

在本实施例中，所述钠长石和锂长石的混合物中钠长石和锂长石的质量之比为1：0.37。

在本实施例中，所述高岭土为煅烧高岭土，粒度为4000目。

在本实施例中，所述增强增韧组分为二硅化铌和二硼化锆的混合物。

在本实施例中，所述二硅化铌和二硼化锆的混合物中二硅化铌和二硼化锆的质量之比为1：1.5。

在本实施例中，所述氧化钛为纳米二氧化钛。

在本实施例中，所述的高强度耐摔陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：

A、按重量份称取以下各原料：黄蜡石、萤石、长石、石英、高岭土、增强增韧组分、氧化钛、氧化钡；

B、将称取的各原料混合后，得到混合料，采用球磨机球磨70min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为：1：2.45：0.665；

C、过200目筛，然后进行真空除泡，并调整固含量，得到坯浆；所述坯浆的固含量为64％；

D、然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，逐渐升温至1120℃，升温速度为6℃/min；烧制6h，得到所述高强度耐摔陶瓷制品。

对比例1：

与实施例4的区别在于，黄蜡石用钠长石替代，其他与实施例4相同。

对比例2：

与实施例4的区别在于，没有萤石，其他与实施例4相同。

对比例3：

与实施例4的区别在于，所述长石为钠长石，没有锂长石，其他与实施例4相同。

对比例4：

与实施例4的区别在于，所述增强增韧组分为二硅化铌，没有二硼化锆，其他与实施例4相同。

对比例5：

与实施例4的区别在于，所述增强增韧组分为二硼化锆，没有二硅化铌，其他与实施例4相同。

对比例6：

与实施例4的区别在于，没有纳米二氧化钛，其他与实施例4相同。

下面对本发明实施例2至实施例4得到的高强度耐摔陶瓷制品，以及对比例1至对比例6得到的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，本发明的高强度耐摔陶瓷制品具有以下优点：高强度高，尤其是抗弯强度高，具有良好的韧性，耐摔耐折，且抗压强度高综合力学强度高，力学性能优异；抗热震性能好，在冷热交替的环境中使用不易开裂，使用寿命长；表面平整光滑、光泽度好，表观性能好。

此外，经测试本发明的高强度耐摔陶瓷制品的硬度和耐磨性能均十分良好，综合性能好，具有广阔的市场前景。

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。