一种高强高韧陶瓷岩板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强高韧陶瓷岩板及其制备方法。该高强高韧陶瓷岩板包括依次层叠设置的坯体、底釉层、装饰层和面釉层；其中，按重量份计，形成所述坯体的原料包括：钾长石20～40份，钠长石10～20份，苏州土25～40份，英砂10～20份，α

【技术实现步骤摘要】
一种高强高韧陶瓷岩板及其制备方法


[0001]本专利技术属于新型建筑装饰材料
，具体涉及一种高强高韧陶瓷岩板及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷岩板(Machinable porcelain slabs)是用于家居的台面板、门板及建筑物内外墙面、地面等，具有低吸水率及良好加工性能的板状制品，一般分为台面用、门板用、墙面用、地面和家电用等。其特点是厚度薄、单块面积大(已达2.4
×
3.6米)、单位面积能耗低、装饰效果好，是一种高端绿色环保的建筑装饰产品。现今存在的主要问题是其脆性大，对其进行切割或开孔等机械加工时容易开裂，因此必须对其进行强韧化处理。
[0003]目前，一般采取在坯中添加氧化锆、氧化铝、稀土、白炭黑等办法，来提高产品的抗折强度(σ
b
)或断裂韧性(K
IC
)。例如，中国专利CN113601693A公开了一种分区分层布料制备强韧化岩板的工艺技术，其采用五层布料，在层间添加氧化锆，烧结后形成大量t
‑
ZrO2晶相，实现相变强韧，其σ
b
达59～91MPa，K
IC
达1.3～1.6MPa
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1/2
；中国专利技术专利CN112876226A公开了一种抗切割裂陶瓷岩板、制备方法，通过添加α
‑
氧化铝粉，形成更多刚玉相，促进形成莫乃石，减少玻璃相，其σ
b
达47～69MPa；中国专利技术专利CN113354387A公开了一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用，以氧化铝、高岭土、石英等制备陶瓷岩板，其烧结后生成针状和柱状且互锁结构的莫乃石晶体，其σ
b
达35～60MPa；中国专利技术专利CN112759368A公开了一种稀土氧化物增强增韧陶瓷岩板及其制备方法，添加了氧化钇、氧化镧和氧化铈等稀土，抑制晶粒生长，促进致密化，其σ
b
高达52～100MPa；中国专利技术专利CN112979273B公开一种高强度高韧性岩板坯体用组合物及其应用，采用具有比表面积较大的白炭黑，提高材料间的结合力，其σ
b
达33.8～49.3MPa，K
IC
达1.26～1.68MPa
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。
[0004]然而，上述方法制备的陶瓷岩板强度和韧性还不够高，且使用稀土还会导致成本过高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高强高韧陶瓷岩板及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术通过如下技术方案实现：
[0007]一种高强高韧陶瓷岩板，包括依次层叠设置的坯体、底釉层、装饰层和面釉层；其中，按重量份计，形成坯体的原料包括：钾长石20～40份，钠长石10～20份，苏州土25～40份，英砂10～20份，α
‑
氧化铝3～16份，锆粉0～7份。
[0008]优选的，按重量份计，形成坯体的原料包括：钾长石23～27份，钠长石11～13份，苏州土33～40份，英砂11～16份，α
‑
氧化铝3～16份，锆粉6～7份。
[0009]优选的，底釉层和面釉层的原料相同，按重量份计，包括熔块85～90份，苏州土6～10份，锆粉4～8份，悬浮剂0.1～0.4份，分散剂0.2～0.5份。
[0010]优选的，悬浮剂为羧甲基纤维素，分散剂为三聚磷酸钠。
[0011]本专利技术还提供一种高强高韧陶瓷岩板的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S1.配制坯料和釉料，备用；
[0013]将坯料依次进行球磨混料、喷雾造粒、均化陈腐；
[0014]将均化陈腐后的坯料进行辊压成型，得到坯体；
[0015]S2.在坯体上施釉料，得底釉层；
[0016]S3.在底釉层上进行图案装饰，得到装饰层；
[0017]S4.在装饰层上进行施釉，得到含面釉层的釉坯；
[0018]S5.对釉坯进行烧成，得到高强高韧陶瓷岩板。
[0019]优选的，步骤S1中球磨混料的料球质量比为1:2；喷雾造粒时水的加入量为坯料总重量的15～20％，均化陈腐的时间为24～48h。
[0020]优选的，步骤S1中采用半干法进行辊压成型，成型压力为85～100kN，保压时间15～20s。相比于干压法，半干压法以水为塑化剂，成型时压力较低，适合于连续、大批量生产。
[0021]优选的，步骤S2中采用淋釉法进行施釉料，并将施釉料后的坯体于100～120℃的热风中干燥6～8h，得到底釉层。
[0022]优选的，步骤S3中利用喷墨打印法进行图案装饰，并将图案装饰后的坯体于100～120℃的热风中干燥6～8h，得到装饰层。
[0023]优选的，步骤S5中烧成的温度为1180～1280℃，周期为24～48h。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025](1)本专利技术的坯体原料之间相互配合形成莫来石、石英和刚玉，这些晶相结构交错生长且均匀分布在基体中，共同构成了基体的骨架；同时英砂中的Al2O3和苏州土中的SiO2等晶粒均匀地穿插于莫来石网络中，显著提高了陶瓷岩板的抗折强度。
[0026](2)本专利技术通过在坯体原料中添加锆粉，促进坯体中t
‑
ZrO2晶相的形成，与α
‑
氧化铝形成的刚玉共同交织穿插在莫来石中，进一步提高抗折强度，使得陶瓷岩板的σ
b
高达95MPa。
[0027](3)本专利技术合理调配釉料中的各组成成分，熔块及苏州土中的SiO2与锆粉中氧化锆结合生成大量块状硅酸锆晶粒，并且熔块中游离的Al2O3、ZnO及CaO转化为棒状铝酸钙等晶体，晶粒覆盖率及含量较高，可有效阻碍裂纹的扩展，降低材料的脆性，提高断裂韧性。
[0028](4)本专利技术的坯体层和釉层紧密结合，坯体中的t
‑
ZrO2，发生马氏体相变，吸收能量，进一步提高断裂能，坯体层和釉层两者的协同作用使得制备的陶瓷岩板K
IC
达到2.7MPa
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。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例2制备的陶瓷岩板坯体的SEM图；
[0030]图2为实施例2制备的陶瓷岩板SEM图；
[0031]图3为实施例2制备的陶瓷岩板坯体的XRD图；
[0032]图4为实施例2制备的陶瓷岩板的XRD图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。
[0034]本专利技术提供一种高强高韧陶瓷岩板，包括依次层叠设置的坯体、底釉层、装饰层和面釉层；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强高韧陶瓷岩板，其特征在于，包括依次层叠设置的坯体、底釉层、装饰层和面釉层；其中，按重量份计，形成所述坯体的原料包括：钾长石20～40份，钠长石10～20份，苏州土25～40份，英砂10～20份，α
‑
氧化铝3～16份，锆粉0～7份。2.根据权利要求1所述的一种高强高韧陶瓷岩板，其特征在于，按重量份计，形成所述坯体的原料包括：钾长石23～27份，钠长石11～13份，苏州土33～40份，英砂11～16份，α
‑
氧化铝3～16份，锆粉6～7份。3.根据权利要求1所述的一种高强高韧陶瓷岩板，其特征在于，所述底釉层和面釉层的原料相同，按重量份计，包括熔块85～90份，苏州土6～10份，锆粉4～8份，悬浮剂0.1～0.4份，分散剂0.2～0.5份。4.根据权利要求3所述的一种高强高韧陶瓷岩板，其特征在于，所述悬浮剂为羧甲基纤维素，所述分散剂为三聚磷酸钠。5.根据权利要求1～4任一项所述的一种高强高韧陶瓷岩板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：配制坯料和釉料，备用；将所述坯料依次进行球磨混料、喷雾造粒、均化陈腐；将均化陈腐后的坯料进行辊压成型，得到坯体；在所述坯体上施釉料，得底釉层...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓虹，李澳，吴建锋，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：