一种高强度陶瓷素坯及其制备方法技术

本申请涉及陶瓷生产领域，具体公开了一种高强度陶瓷素坯及其制备方法。一种高强度陶瓷素坯包括陶瓷泥料、铝粉8‑13份、水25‑35份；其制备方法为：陶瓷泥料和水进行研磨后加入铝粉混合均匀，得到泥浆；将泥浆通过注浆成型得到陶瓷生坯；陶瓷生坯通过热压烧结得到陶瓷素坯。本申请的高强度陶瓷素坯可用于陶瓷生产，其具有强度高的优点；另外，本申请的制备方法具有耐磨强度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度陶瓷素坯及其制备方法
本申请涉及陶瓷生产领域，更具体地说，它涉及一种高强度陶瓷素坯及其制备方法。
技术介绍
在陶瓷生产过程中，通常需要采用注浆成型的成型工序，注浆成型是将坯料制成泥料注入石膏模具中，利用石膏模具的吸水性，使靠近石膏模具内壁的部分泥浆的水分流失形成泥层，泥层形成到一定厚度后，倒去多余的泥料，经过一段时间后，泥层自然收缩与石膏模具脱离，即可把形成的生坯取出，进行烧制得到陶瓷素坯。目前，现有的陶瓷素坯的制备方法包括以下步骤：S1：将陶瓷泥料与水经球磨机研磨后，得到陶瓷泥浆。S2：将陶瓷泥浆高压注入石膏模具中，经过注浆成型得到陶瓷生坯；S3：陶瓷生坯经过高温烧结得到陶瓷素坯。针对上述中的相关技术，专利技术人发现在制备浆料的过程中会混入一些气泡，坯体压实不足使气泡留在陶瓷生坯中，以及在烧结过程中水分和挥发组分在高温下分解挥发，使烧成的陶瓷素坯中存在气孔，降低陶瓷素坯的密度，从而造成陶瓷素坯的耐磨强度降低。
技术实现思路
为了提高陶瓷素坯强度，本申请提供一种高强度陶瓷素坯。为了获得高强度陶瓷素坯，本申请提供一种高强度陶瓷素坯的制备方法。本申请提供的一种高强度陶瓷素坯采用如下的技术方案：第一方面，本申请提供一种高强度陶瓷素坯，采用如下的技术方案：一种高强度陶瓷素坯，包括以下质量份数的原料混合搅拌得到：陶瓷泥料：硅灰石0.5-2份，章村土10-14份，宣化瓷石7-9份，抚宁瓷石7-9份，长石13-17份，内蒙黑泥1-4份，球土9-12份，内蒙木节9-12份，后新秋彰武土2-5份，沁阳土8-12份，围场土6-8份，永春土2-4份，星子土5-7份，瓷粉4-6份；铝粉8-13份；水25-35份。通过采用上述技术方案，由于陶瓷泥料在混合过程会混入气泡，以及在烧结过程中水分和挥发组分在高温下分解挥发，使烧成的陶瓷素坯中存在气孔，造成陶瓷素坯的强度降低。在陶瓷泥料中加入铝粉，由于金属铝的熔点为660℃，在陶瓷素坯烧结过程中，金属铝粉先熔融成液态，且液态的金属铝将浆料中的气孔进行填补，粘结分散晶相，使陶瓷素坯烧成更加致密化，增强陶瓷素坯的强度。优选的，所述铝粉外侧包裹有疏水薄膜。通过采用上述技术方案，由于铝粉易和水反应生成氢氧化铝，为防止铝粉与浆料混合时，与浆料中的水分进行反应，因此将铝粉的表面进行处理形成疏水薄膜，减少铝粉与水发生反应，保证铝粉以金属状态填充于陶瓷泥料中，对陶瓷泥料中的气孔进行填充，增加陶瓷素坯强度。优选的，所述铝粉外侧的疏水薄膜由硬脂酸溶液浸泡得到。通过采用上述技术方案，由于铝粉具有亲水性，其表面具有大量可以与硬脂酸反应的羟基，铝粉与硬脂酸发生反应，在铝粉的外侧形成致密的硬脂酸薄膜，硬脂酸沉积到铝粉表面，使铝粉的表面能降低，水很难吸附在铝粉表面，使该表面具备了疏水特性。优选的，所述铝粉的粒径为10-20微米。通过采用上述技术方案，采用微米级的铝粉相较与纳米级的铝粉具有更低的比表面积，减少铝粉与空气的接触面积，减少铝粉被氧气氧化，保证铝粉在陶瓷素坯烧结过程中熔融，增强陶瓷素坯的强度。第二方面，本申请提供一种高强度陶瓷素坯的制备方法，采用如下的技术方案：一种高强度陶瓷素坯的制备方法，包括以下步骤：S1：将陶瓷泥料和水置于球磨机中进行研磨，研磨后加入铝粉混合均匀，得到泥浆；S2：将泥浆高压注入石膏模具中，通过注浆成型得到陶瓷生坯；S3：陶瓷生坯在热压烧结过程中通入保护气体，得到陶瓷素坯。通过采用上述技术方案，在陶瓷泥料中加入铝粉，铝粉会在陶瓷素坯烧结过程被熔融成液态，填充陶瓷泥浆中的气孔，粘结泥料中分散的晶相，随陶瓷素坯逐渐烧成致密化，减少陶瓷素坯中的孔隙，使陶瓷素坯强度提高。优选的，所述铝粉外侧包裹有疏水薄膜，所述铝粉外侧的疏水薄膜包括以下步骤：A1：将铝粉浸到硬脂酸的乙醇溶液中，在室温条件下放置24小时；A2：将得到的铝粉用乙醇和去离子水简单清洗，空气中晾干便可得到疏水表面。通过采用上述技术方案，通过液相浸泡法在金属铝表面制备疏水薄膜，使制备出的疏水薄膜具有低的摩擦系数和较长时间的耐磨寿命，由于液相浸泡法制备出的疏水薄膜与金属铝表面发生了化学反应，因而可以稳定的粘附于金属铝表面，在耐磨方面表现出良好的效果，使包裹有疏水薄膜的金属铝粉与陶瓷泥料进行混合时，不易被泥料中的颗粒挤压损坏，保证金属铝粉在混合时不与其他原料或水进行反应，使金属铝粉在达到熔融温度时，先熔融成液态填充陶瓷素坯气孔，增加陶瓷素坯的强度。优选的，所述陶瓷生坯在热压烧结过程中通入的保护气体为氮气。通过采用上述技术方案，陶瓷生坯在热压烧结过程中，金属铝粉熔融成液态填充空隙，通入氮气后，铝与氮气在高温条件下生成氮化铝，氮化铝附着在陶瓷素坯的表面，进一步将陶瓷素坯表面的气孔进行填补，增加陶瓷素坯强度，同时氮化铝本身具有很高的耐磨强度，可以进一步提高陶瓷素坯的耐磨强度。优选的，所述陶瓷素坯在冷却后通过酸性溶液进行表面处理，酸性溶液的原料包括磷酸1-3份、磷酸二氢铝2-4份和无水乙醇40-60份。通过采用上述技术方案，由于陶瓷素坯的表面生成氮化铝，而氮化铝易与空气中的水汽反应，在后期对陶瓷素坯进行上釉时，釉料中的水分也会造成氮化铝水解，因此对烧成后的陶瓷素坯进行表面处理，提高陶瓷素坯表面的氮化铝的抗水解性，通过酸性溶液修饰改性氮化铝粉末，利用酸和氮化铝粉末表面的羟基发生酯化反应，从而在氮化铝表面形成保护膜，阻止其进一步水解，保证陶瓷素坯表面的氮化铝不被水解，增强陶瓷素坯的耐磨强度。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用铝粉，由于金属铝的熔点为660℃，在陶瓷素坯烧结过程中，金属铝粉先熔融成液态，且液态的金属铝将浆料中的气孔进行填补，粘结分散晶相，使陶瓷素坯烧成更加致密化，增强陶瓷素坯的强度。2、本申请中优选采用铝粉外侧包裹有疏水薄膜，由于铝粉易和水反应生成氢氧化铝，为防止铝粉与浆料混合时，与浆料中的水分进行反应，因此将铝粉的表面进行处理形成疏水薄膜，减少铝粉与水发生反应，保证铝粉以金属状态填充于陶瓷泥料中，对陶瓷泥料中的气孔进行填充，增加陶瓷素坯强度。3、本申请的方法，通过烧结过程中通入氮气作保护气体，通入氮气后，铝与氮气在高温条件下生成氮化铝，使氮化铝附着在陶瓷素坯的表面，进一步将陶瓷素坯表面的气孔进行填补，增加陶瓷素坯强度，同时氮化铝本身具有很高的耐磨强度，可以进一步提高陶瓷素坯的耐磨强度。具体实施方式原料来源：实施例1一种高强度陶瓷素坯，包括以下质量份数的原料混合搅拌得到：陶瓷泥料：硅灰石1kg，章村土12kg，宣化瓷石8kg，抚宁瓷石8kg，长石16kg，内蒙黑泥3kg，球土10kg，内蒙木节11kg，后新秋彰武土3kg，沁阳土10kg，围场土7kg，永春土3kg，星子土6kg，瓷粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度陶瓷素坯，其特征在于，包括以下质量份数的原料混合搅拌得到：/n陶瓷泥料：硅灰石0.5-2份，章村土10-14份，宣化瓷石7-9份，抚宁瓷石7-9份，长石13-17份，内蒙黑泥1-4份，球土9-12份，内蒙木节9-12份，后新秋彰武土2-5份，沁阳土8-12份，围场土6-8份，永春土2-4份，星子土5-7份，瓷粉4-6份；/n铝粉8-13份；/n水25-35份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度陶瓷素坯，其特征在于，包括以下质量份数的原料混合搅拌得到：
陶瓷泥料：硅灰石0.5-2份，章村土10-14份，宣化瓷石7-9份，抚宁瓷石7-9份，长石13-17份，内蒙黑泥1-4份，球土9-12份，内蒙木节9-12份，后新秋彰武土2-5份，沁阳土8-12份，围场土6-8份，永春土2-4份，星子土5-7份，瓷粉4-6份；
铝粉8-13份；
水25-35份。


2.根据权利要求1所述的一种高强度陶瓷素坯，其特征在于：所述铝粉外侧包裹有疏水薄膜。


3.根据权利要求2所述的一种高强度陶瓷素坯，其特征在于，所述铝粉外侧的疏水薄膜由硬脂酸溶液浸泡得到。


4.根据权利要求1所述的一种高强度陶瓷素坯，其特征在于：所述铝粉的粒径为10-20微米。


5.根据权利要求1所述的一种高强度陶瓷素坯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将陶瓷泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文友，
申请(专利权)人：唐山北方瓷都陶瓷集团卫生陶瓷有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13