高强度陶瓷砖及其制备方法与流程

本发明属于陶瓷砖制备，具体的涉及一种高强度陶瓷砖及其制备方法。

背景技术：

1、陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成型和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有熔点高、高硬度、高耐磨性以及耐氧化等优点。陶瓷砖是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。通常在室温下通过干压、挤压或其他成型方法成型，然后干燥，在一定温度下烧成。

2、陶瓷砖按吸水率可分为五大类，即瓷质砖、炻瓷砖、细炻砖、炻质砖、陶质砖。吸水率大于10%的称陶瓷砖，市场上一般称内墙砖，广泛用于居民住宅、宾馆饭店、公共场所等建筑物的墙面装饰，是室内装修的主要产品。吸水率小于0.5%的称瓷质砖，也就是通常所说的玻化砖，用于铺地的大多经过表面抛光处理的，因此又叫抛光砖。广泛用于各类建筑物的地面装饰，也是室内装修的主要产品。吸水率在0.5%～10%之间的陶瓷砖一部分用于外墙修饰，一部分主要用于室内地面的装饰，多用于卫生间，与内墙砖配套使用。

3、现有陶瓷砖一般以叶腊石、钾长石、石英石、方解石、高岭土为原料，将原料进行球磨、混料、冲压成型，此时形成生坯体，之后将生坯体运输移动到煅烧炉内进行烧制、降温，得到陶瓷砖。生坯体经过烧制可以大幅度提高陶瓷砖的强度。但是，在实际使用过程中发现，现有的市场上的陶瓷砖大多强度低、不够坚硬、易碎、使用性差，故无法满足市场需求，因此，有必要探索一种高强度陶瓷砖。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种高强度陶瓷砖。所述的高强度陶瓷砖具有坯釉适应性强，化学稳定性好以及力学强度高的特点；本发明还同时提供了其制备方法。

2、本发明所述的高强度陶瓷砖，由坯体和釉层组成；所述的坯体，以重量份数计，由以下原料组成：高岭土22-24份、铝矾土15-17份、玄武岩10-12份、伊利石7-9份、重晶石3-5份、硅灰石2-3份、堇青石4-5份、硅酸铝纤维1.8-2.0份、六方氮化硼1.0-1.3份、磷酸镧0.6-0.8份；所述的釉层，以重量份数计，由以下原料组成：高岭土16-18份、石英砂7-9份、镁铝尖晶石11-14份、滑石5-8份、钛酸锶3.5-5.5份、短切碳纤维1.2-1.4份、硅化铬1.2-1.4份、硼化锆2.0-2.3份。

3、优选的，所述的坯体，以重量份数计，由以下原料组成：高岭土23份、铝矾土16份、玄武岩11份、伊利石8份、重晶石4份、硅灰石2.5份、堇青石4.5份、硅酸铝纤维1.9份、六方氮化硼1.2份、磷酸镧0.7份。

4、本发明所述的高强度陶瓷砖坯体中额外添加了硅酸铝纤维、六方氮化硼和磷酸镧，三者之间具有协同作用关系。所述的硅酸铝纤维的热膨胀系数小，强度高，在高温烧结过程中析出莫来石和方石英，它的添加在一定程度上抑制了陶瓷砖的烧结过程，降低了陶瓷砖的收缩，提高了陶瓷砖的强度；所述的六方氮化硼具有优异的抗酸碱腐蚀性以及抗弯强度，它的添加能够提高陶瓷坯体的化学稳定性和力学性能；磷酸镧层状结构在抵抗热冲击引起的微裂纹扩展中起着非常重要的作用，裂纹的偏转和扩展会导致热弹性应变能的部分释放，从而阻止裂纹的进一步扩展，由此通过添加少量的磷酸镧来提高瓷砖坯体的抗热震性能，但是如果添加过量将会降低陶瓷砖坯体的力学性能。因此，将硅酸铝纤维、六方氮化硼和磷酸镧三者复配使用，进一步确保陶瓷砖坯体的力学强度和化学稳定性。

5、优选的，所述的釉层，以重量份数计，由以下原料组成：高岭土17份、石英砂8份、镁铝尖晶石12.5份、滑石6.5份、钛酸锶4.5份、短切碳纤维1.3份、硅化铬1.3份、硼化锆2.2份。

6、本发明所述的高强度陶瓷砖釉层中额外添加了钛酸锶、短切碳纤维、硅化铬和硼化锆。钛酸锶的添加起到晶粒细化和致密化的协同效应，进而加强釉层的力学强度；在高温烧结过程中，短切碳纤维与硅化铬相互作用，原位生成cr3c2或cr-si-c化合物与莫来石相形成复相陶瓷，大大提高了釉层的强度；所述的硼化锆在高温下生成氧化锆和硼硅酸盐，硼酸锆在烧结过程中以熔融态存在，降低烧结温度的同时提高陶瓷砖釉层的致密度。由此可知，钛酸锶、短切碳纤维、硅化铬和硼化锆四者相互作用，增强釉层的致密度以及通过生成第三相来保证釉层的高强度。

7、本发明所述的高强度陶瓷砖的制备方法，由以下步骤组成：

8、（1）将坯体原料湿法球磨成浆料后干燥得到粉料，然后模压成型制备得到坯体；

9、（2）将坯体干燥后布施釉料，形成釉层，最后进行干燥、烧结，制备得到高强度陶瓷砖。

10、其中：

11、步骤（1）中湿法球磨时加入水的质量占坯体原料与水质量和的10-12%，球磨时间为10-12h。

12、步骤（1）中干燥温度为130-135℃，干燥时间为7-7.5h。

13、步骤（1）中模压成型的压力为100-105mpa。

14、步骤（2）中釉料是将釉层原料经湿法球磨后过320目筛制备得到的，其中，加入水的质量占水与釉层原料质量和的30-35%。

15、步骤（2）中干燥温度为320-350℃，干燥时间为4-4.5h。

16、步骤（2）中烧结温度为1300-1350℃，烧结时间为5.0-5.5h。

17、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

18、（1）本发明所述的高强度陶瓷砖，坯体与釉层相互配合确保制备的陶瓷砖的高强度，坯体与釉层的匹配性强；坯体层中创造性的添加硅酸铝纤维、六方氮化硼以及磷酸镧，增强坯体的力学性能、化学稳定性和致密性；在釉层中创造性的添加钛酸锶、短切碳纤维、硅化铬以及硼化锆，进一步保证釉层的致密度，进而提高釉层的力学强度。

19、（2）本发明所述的高强度陶瓷砖的制备方法，参数设置合理，工艺简单，易于实现产业化生产。

技术特征：

1.一种高强度陶瓷砖，其特征在于：由坯体和釉层组成；所述的坯体，以重量份数计，由以下原料组成：高岭土22-24份、铝矾土15-17份、玄武岩10-12份、伊利石7-9份、重晶石3-5份、硅灰石2-3份、堇青石4-5份、硅酸铝纤维1.8-2.0份、六方氮化硼1.0-1.3份、磷酸镧0.6-0.8份；所述的釉层，以重量份数计，由以下原料组成：高岭土16-18份、石英砂7-9份、镁铝尖晶石11-14份、滑石5-8份、钛酸锶3.5-5.5份、短切碳纤维1.2-1.4份、硅化铬1.2-1.4份、硼化锆2.0-2.3份。

2.根据权利要求1所述的高强度陶瓷砖，其特征在于：所述的坯体，以重量份数计，由以下原料组成：高岭土23份、铝矾土16份、玄武岩11份、伊利石8份、重晶石4份、硅灰石2.5份、堇青石4.5份、硅酸铝纤维1.9份、六方氮化硼1.2份、磷酸镧0.7份。

3.根据权利要求1所述的高强度陶瓷砖，其特征在于：所述的釉层，以重量份数计，由以下原料组成：高岭土17份、石英砂8份、镁铝尖晶石12.5份、滑石6.5份、钛酸锶4.5份、短切碳纤维1.3份、硅化铬1.3份、硼化锆2.2份。

4.一种权利要求1所述的高强度陶瓷砖的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：

5.根据权利要求4所述的高强度陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）中湿法球磨时加入水的质量占坯体原料与水质量和的10-12%，球磨时间为10-12h。

6.根据权利要求4所述的高强度陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）中干燥温度为130-135℃，干燥时间为7-7.5h。

7.根据权利要求4所述的高强度陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）中模压成型的压力为100-105mpa。

8.根据权利要求4所述的高强度陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（2）中釉料是将釉层原料经湿法球磨后过320目筛制备得到的，其中，加入水的质量占水与釉层原料质量和的30-35%。

9.根据权利要求4所述的高强度陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（2）中干燥温度为320-350℃，干燥时间为4-4.5h。

10.根据权利要求4所述的高强度陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（2）中烧结温度为1300-1350℃，烧结时间为5.0-5.5h。

技术总结本发明属于陶瓷砖制备技术领域，具体的涉及一种高强度陶瓷砖及其制备方法。所述的高强度陶瓷砖，由坯体和釉层组成；所述的坯体，由以下原料组成：高岭土、铝矾土、玄武岩、伊利石、重晶石、硅灰石、堇青石、硅酸铝纤维、六方氮化硼、磷酸镧；所述的釉层，由以下原料组成：高岭土、石英砂、镁铝尖晶石、滑石、钛酸锶、短切碳纤维、硅化铬、硼化锆。本发明所述的高强度陶瓷砖，坯体与釉层相互配合确保制备的陶瓷砖的高强度；坯体层中创造性的添加硅酸铝纤维、六方氮化硼以及磷酸镧，增强坯体的力学性能、化学稳定性和致密性；在釉层中创造性的添加钛酸锶、短切碳纤维、硅化铬以及硼化锆，进一步保证釉层的致密度，进而提高釉层的力学强度。技术研发人员：姜代洁,胡潇,刘霞受保护的技术使用者：山东顺为陶瓷有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13