一种膨胀系数小的高强度陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种膨胀系数小的高强度陶瓷，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末40‑54份、木屑4‑8份、氧化铝粉末1.5‑5份、白云石3‑6份、电气石2‑8份、硅藻土5‑12份、乙醚0.5‑4份、纳米石墨烯7‑15份、甘油3‑8份和污水厂污泥10‑15份。本发明专利技术还公布了该陶瓷的制备方法。本发明专利技术原料来源广泛，制备工艺简单，适用于大规模的工业化生产；本发明专利技术中乙醚、纳米石墨烯、污水厂污泥等各组分起协同作用，制备的陶瓷材料膨胀率远远低于现有石英陶瓷材料，强度大于现有石英陶瓷材料，适用范围广，具有良好的经济效益和社会效益。

High strength ceramic with low expansion coefficient and preparation method thereof

The invention discloses a high strength ceramic expansion coefficient is small, which is composed of the following raw materials by weight: fused silica powder 40 54 copies, 8 copies, 4 wood alumina powder 1.5 5 copies, 6 copies, 3 dolomite tourmaline 2 8 copies, 12 copies, 5 diatomite ether 0.5 4, nano graphene 7 15 copies, 8 copies and 3 glycerol sewage sludge 10 15. The invention also discloses a preparation method of the ceramic. The invention has wide raw material sources, simple preparation process, suitable for large-scale industrialized production; the invention of ether, nano graphene, sewage sludge and other components of the synergy, ceramic manufacturing expansion rate is far lower than the existing quartz ceramics, quartz ceramic material is greater than the existing strength, wide application range, good the economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种陶瓷材料，具体是一种膨胀系数小的高强度陶瓷。
技术介绍
陶瓷是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成型、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物。随着科学技术的发展，陶瓷又产生了许多新的品种。熔融石英陶瓷材料是以微细熔融石英颗粒为原料，按照陶瓷工艺方法制备的材料。熔融石英陶瓷材料中的熔融石英颗粒仍为不稳定高能态物质，熔融石英一定温度下具有易晶化为方石英的趋势，且晶化后的方石英在高温使用条件下或经历高温差的温度急变时，因方石英的晶型发生转变，而伴随较大的体积变化，导致熔融石英陶瓷材料产生裂纹，甚至因裂纹扩展导致材料开裂损毁。目前，国内多家研究机构进行了熔融石英及熔融石英陶瓷材料的烧结、晶化行为、晶化抑制的研究，各试验研究方法基本上是采用在熔融石英陶瓷配合料中引入异物质添加剂的途径。一些研究者采用单一的Si3N4、B4C等作为添加剂引入到熔融石英陶瓷基体中，获得了一定的析晶抑制效果，但是随着温度升高到1300℃以上温度时，仍会出现较明显的析晶现象，因此需要进一步提高抑制析晶效果和改善烧结程度，具有广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种膨胀系数小的高强度陶瓷，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种膨胀系数小的高强度陶瓷，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末40-54份、木屑4-8份、氧化铝粉末1.5-5份、白云石3-6份、电气石2-8份、硅藻土5-12份、乙醚0.5-4份、纳米石墨烯7-15份、甘油3-8份和污水厂污泥10-15份。作为本专利技术进一步的方案：所述膨胀系数小的高强度陶瓷，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末45-54份、木屑5-8份、氧化铝粉末2-5份、白云石4-6份、电气石4-8份、硅藻土7-12份、乙醚1-4份、纳米石墨烯9-15份、甘油6-8份和污水厂污泥12-15份。作为本专利技术进一步的方案：所述膨胀系数小的高强度陶瓷，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末49份、木屑6.5份、氧化铝粉末4份、白云石5份、电气石6份、硅藻土10份、乙醚2.5份、纳米石墨烯12份、甘油7份和污水厂污泥14份。所述膨胀系数小的高强度陶瓷的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将白云石和电气石在450-620摄氏度下煅烧2-5小时，自然冷却至室温后再浸泡在0.4mol/L的盐酸中20-35分钟，再浸泡在0.8mol/L的氯化铵溶液中10-18分钟，将得到的产物烘干，即可得到改性白云石和改性电气石；步骤二，将氧化铝粉末、硅藻土、污水厂污泥、改性白云石和改性电气石用振动球磨机混合1.5-3小时后得到第一混合粉料；步骤三，将第一混合粉料放入砂磨机中，同时加入熔融石英粉末、木屑、硅藻土、乙醚、甘油和去离子水，砂磨3-8小时，得到混合浆料；步骤四，将混合浆料在38-45MPa的压强下采用液压机成型，将成型后的坯体在50-55摄氏度下干燥1-2小时，之后在85-96摄氏度下干燥1.5-3小时，获得干燥坯体；步骤五，将干燥坯体在1150-1280摄氏度下保温2-3小时，然后在1450-1560摄氏度下烧结1-2.5小时，自然冷却至室温即可得到成品。作为本专利技术进一步的方案：步骤二的球磨温度为30-46摄氏度，步骤三的砂磨温度为50-75摄氏度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术原料来源广泛，制备工艺简单，适用于大规模的工业化生产；本专利技术中乙醚、纳米石墨烯、污水厂污泥等各组分起协同作用，制备的陶瓷材料膨胀率远远低于现有石英陶瓷材料，强度大于现有石英陶瓷材料，适用范围广，具有良好的经济效益和社会效益。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1一种膨胀系数小的高强度陶瓷，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末40份、木屑4份、氧化铝粉末1.5份、白云石3份、电气石2份、硅藻土5份、乙醚0.5份、纳米石墨烯7份、甘油3份和污水厂污泥10份。所述膨胀系数小的高强度陶瓷的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将白云石和电气石在450摄氏度下煅烧2小时，自然冷却至室温后再浸泡在0.4mol/L的盐酸中20分钟，再浸泡在0.8mol/L的氯化铵溶液中10分钟，将得到的产物烘干，即可得到改性白云石和改性电气石；步骤二，将氧化铝粉末、硅藻土、污水厂污泥、改性白云石和改性电气石用振动球磨机混合1.5小时后得到第一混合粉料；步骤三，将第一混合粉料放入砂磨机中，同时加入熔融石英粉末、木屑、硅藻土、乙醚、甘油和去离子水，砂磨3小时，得到混合浆料；步骤四，将混合浆料在38MPa的压强下采用液压机成型，将成型后的坯体在50摄氏度下干燥1小时，之后在85摄氏度下干燥1.5小时，获得干燥坯体；步骤五，将干燥坯体在1150摄氏度下保温2小时，然后在1450摄氏度下烧结1小时，自然冷却至室温即可得到成品。实施例2一种膨胀系数小的高强度陶瓷，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末45份、木屑5份、氧化铝粉末2份、白云石4份、电气石4份、硅藻土7份、乙醚1份、纳米石墨烯9份、甘油6份和污水厂污泥12份。所述膨胀系数小的高强度陶瓷的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将白云石和电气石在530摄氏度下煅烧3小时，自然冷却至室温后再浸泡在0.4mol/L的盐酸中28分钟，再浸泡在0.8mol/L的氯化铵溶液中14分钟，将得到的产物烘干，即可得到改性白云石和改性电气石；步骤二，将氧化铝粉末、硅藻土、污水厂污泥、改性白云石和改性电气石用振动球磨机混合，在35摄氏度下球磨2.5小时后得到第一混合粉料；步骤三，将第一混合粉料放入砂磨机中，同时加入熔融石英粉末、木屑、硅藻土、乙醚、甘油和去离子水，在56摄氏度下砂磨5小时，得到混合浆料；步骤四，将混合浆料在42MPa的压强下采用液压机成型，将成型后的坯体在53摄氏度下干燥1.5小时，之后在88摄氏度下干燥2小时，获得干燥坯体；步骤五，将干燥坯体在1180摄氏度下保温2.5小时，然后在1490摄氏度下烧结1.5小时，自然冷却至室温即可得到成品。实施例3一种膨胀系数小的高强度陶瓷，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末49份、木屑6.5份、氧化铝粉末4份、白云石5份、电气石6份、硅藻土10份、乙醚2.5份、纳米石墨烯12份、甘油7份和污水厂污泥14份。所述膨胀系数小的高强度陶瓷的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将白云石和电气石在560摄氏度下煅烧4小时，自然冷却至室温后再浸泡在0.4mol/L的盐酸中30分钟，再浸泡在0.8mol/L的氯化铵溶液中16分钟，将得到的产物烘干，即可得到改性白云石和改性电气石；步骤二，将氧化铝粉末、硅藻土、污水厂污泥、改性白云石和改性电气石用振动球磨机混合3小时后得到第一混合粉料；步骤三，将第一混合粉料放入砂磨机中，同时加入熔融石英粉末、木屑、硅藻土、乙醚、甘油和去离子水，砂磨7小时，得到混合浆料；步骤四，将混合浆料在42MPa的压强下采用液压机成型，将成型后的坯体在55摄氏度下干燥2小时，之后在92摄氏度下干燥2小时，获得干燥坯体；步骤五，将干燥坯体在1220摄氏度下保温3小时，然后在1520摄氏度下烧结2小时，自然冷却至室温即可得到成品。实施例4一种膨胀系数小的高强度陶瓷，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膨胀系数小的高强度陶瓷，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末40‑54份、木屑4‑8份、氧化铝粉末1.5‑5份、白云石3‑6份、电气石2‑8份、硅藻土5‑12份、乙醚0.5‑4份、纳米石墨烯7‑15份、甘油3‑8份和污水厂污泥10‑15份。

【技术特征摘要】
1.一种膨胀系数小的高强度陶瓷，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末40-54份、木屑4-8份、氧化铝粉末1.5-5份、白云石3-6份、电气石2-8份、硅藻土5-12份、乙醚0.5-4份、纳米石墨烯7-15份、甘油3-8份和污水厂污泥10-15份。2.根据权利要求1所述的膨胀系数小的高强度陶瓷，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末45-54份、木屑5-8份、氧化铝粉末2-5份、白云石4-6份、电气石4-8份、硅藻土7-12份、乙醚1-4份、纳米石墨烯9-15份、甘油6-8份和污水厂污泥12-15份。3.根据权利要求1所述的膨胀系数小的高强度陶瓷，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：熔融石英粉末49份、木屑6.5份、氧化铝粉末4份、白云石5份、电气石6份、硅藻土10份、乙醚2.5份、纳米石墨烯12份、甘油7份和污水厂污泥14份。4.一种如权利要求1-3任一所述的膨胀系数小的高强度陶瓷的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一，将白云石和电气石在450-...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：郑州源冉生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41