一种高强陶瓷板的制备方法与流程

本发明属于陶瓷，特别涉及一种高强陶瓷板的制备方法。

背景技术：

1、陶瓷板应用广泛，然而，由于陶瓷板面积较大，厚度较薄，因此，在使用的过程中容易出现破裂等机械强度不佳的问题。现有技术中的陶瓷板中含有的石英含量较高，导致石英与其他组分的膨胀系数相差较大，在热胀冷缩的使用环境中容易产生裂纹。

2、现有技术中的陶瓷板的断裂模数一般难以超过100mpa，这使得陶瓷板的使用受到了一定的限制。

3、因此，亟需提供一种新的高强度陶瓷板，这有助于陶瓷板的应用。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高强陶瓷板的制备方法。本发明所述高强陶瓷板的断裂模数不低于100mpa，机械强度高，有利于高强陶瓷板的应用。

2、本发明的发明构思：本发明所述高强陶瓷板通过钾长石、钠长石、高岭土、云母粉、白云石、氧化铝、氧化锆、六方氮化硼、碳纤维、聚氧乙烯醚、富勒烯三氟甲基衍生物、溶剂的混合得到分散均匀的浆料，然后进行喷雾造粒、压制成型以及烧结，制得所述高强陶瓷板。其中，通过聚氧乙烯醚和溶剂的使用，使得各组分（钾长石、钠长石、高岭土、云母粉、白云石、氧化铝、氧化锆、六方氮化硼、碳纤维、富勒烯三氟甲基衍生物）分散均匀，有助于获得性能均匀的高强陶瓷板。六方氮化硼、碳纤维和富勒烯三氟甲基衍生物与其他组分的配合使用，使得烧结得到的高强陶瓷板强度得到显著增加，不易断裂。富勒烯三氟甲基衍生物特殊的电子结构使得富勒烯三氟甲基衍生物不仅能与碳纤维以及其他组分均匀分散于浆料中，而且烧结后冷却的过程中，有助于材料内部应力的充分释放，也显著提升材料的致密度，从而使得高强陶瓷板的断裂模数得到显著的提升。六方氮化硼具有二维结构特点，碳纤维具有一维结构，富勒烯三氟甲基衍生物具有零维结构特点，通过这三类结构物质的相互作用，能构成稳定的空间网状结构，使得所述高强陶瓷板具有高的强度。

3、各组分特定的含量，有助于混合过程中的分散，以及烧结、冷却过程中应力的释放和强度的增强。

4、本发明提供一种高强陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：

5、按重量比计，将钾长石30份、钠长石10-20份、高岭土1-5份、云母粉1-5份、白云石10-20份、氧化铝10-30份、氧化锆3-10份、六方氮化硼0.1-0.6份、碳纤维0.1-0.5份、聚氧乙烯醚0.5-2份、富勒烯三氟甲基衍生物0.1-0.8份、溶剂10-40份混合，得到浆料，然后进行喷雾造粒，得到坯料，然后进行压制成型，得到生坯，烧结，制得所述高强陶瓷板；

6、所述高强陶瓷板的断裂模数不低于100mpa。

7、优选的，所述溶剂包括水和含氟溶剂。水和含氟溶剂的共同使用，有助于富勒烯三氟甲基衍生物与其他组分更好的分散。

8、优选的，所述含氟溶剂选自四氟丙醇、六氟异丙醇中的至少一种。

9、优选的，所述溶剂中，水与含氟溶剂的体积比为10：（0.1-3），进一步优选为10：（0.5-1）。

10、优选的，所述富勒烯三氟甲基衍生物选自c60(cf3)12、c60(cf3)14、c60(cf3)16、c60(cf3)18、c70(cf3)6中的至少一种。

11、优选的，加入所述碳纤维前，还加入锂辉石。

12、优选的，所述锂辉石的加入量为0.1-3份。加入少量的锂辉石可调整高强陶瓷板的晶相比例，对高强陶瓷板的强度提升有促进作用。

13、优选的，所述烧结的温度为1100-1200℃，烧结的时间为30-60分钟；进一步优选的，所述烧结的温度为1150-1180℃，烧结的时间为30-60分钟。

14、优选的，所述烧结是以5-20℃/分钟的速率升温至1100-1200℃。

15、优选的，所述烧结前，还包括在所述生坯的表面施加面釉、装饰图案和施加保护釉的操作。

16、优选的，所述烧结后还包括冷却的过程。

17、优选的，所述冷却的过程中，先以10-15℃/分钟的速率冷却到500-600℃，然后以5-8℃/分钟的速率冷却到200-300℃，最后以3-5℃/分钟的速率冷却到室温。在该特定的分阶段冷却速率下，有助于高强陶瓷板内部应力的进一步释放，有助于提升高强陶瓷板的断裂强度。

18、优选的，一种高强陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：

19、按重量比计，将钾长石30份、钠长石14-20份、高岭土2-5份、云母粉2-5份、白云石10-20份、氧化铝10-25份、氧化锆3-8份、六方氮化硼0.1-0.5份、碳纤维0.1-0.3份、聚氧乙烯醚0.5-1.5份、富勒烯三氟甲基衍生物0.2-0.5份、溶剂15-35份混合，得到浆料，然后进行喷雾造粒，得到坯料，然后进行压制成型，得到生坯，烧结，制得所述高强陶瓷板；

20、所述高强陶瓷板的断裂模数不低于100mpa。

21、优选的，所述高强陶瓷板的断裂模数为105-125mpa。例如为105mpa、110mpa、115mpa、120mpa。

22、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

23、（1）本发明所述高强陶瓷板通过钾长石、钠长石、高岭土、云母粉、白云石、氧化铝、氧化锆、六方氮化硼、碳纤维、聚氧乙烯醚、富勒烯三氟甲基衍生物、溶剂的混合得到分散均匀的浆料，然后进行喷雾造粒、压制成型以及烧结，制得所述高强陶瓷板。其中，通过聚氧乙烯醚和溶剂的使用，使得各组分（钾长石、钠长石、高岭土、云母粉、白云石、氧化铝、氧化锆、六方氮化硼、碳纤维、富勒烯三氟甲基衍生物）分散均匀，有助于获得性能均匀的高强陶瓷板。六方氮化硼、碳纤维和富勒烯三氟甲基衍生物与其他组分的配合使用，使得烧结得到的高强陶瓷板强度得到显著增加，不易断裂。富勒烯三氟甲基衍生物特殊的电子结构使得富勒烯三氟甲基衍生物不仅能与碳纤维以及其他组分均匀分散于浆料中，而且烧结后冷却的过程中，有助于材料内部应力的充分释放，也显著提升材料的致密度，从而使得高强陶瓷板的断裂模数得到显著的提升。六方氮化硼具有二维结构特点，碳纤维具有一维结构，富勒烯三氟甲基衍生物具有零维结构特点，通过这三类结构物质的相互作用，能构成稳定的空间网状结构，使得所述高强陶瓷板具有高的强度。本发明所述高强陶瓷板的断裂模数不低于100mpa。

24、（2）在本发明特定的分阶段冷却速率下，有助于高强陶瓷板内部应力的进一步释放，有助于提升高强陶瓷板的断裂强度。

25、（3）加入少量的锂辉石可调整高强陶瓷板的晶相比例，对高强陶瓷板的强度提升有促进作用。

技术特征：

1.一种高强陶瓷板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括水和含氟溶剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含氟溶剂选自四氟丙醇、六氟异丙醇中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂中，水与含氟溶剂的体积比为10：（0.1-3）。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述富勒烯三氟甲基衍生物选自c60(cf3)12、c60(cf3)14、c60(cf3)16、c60(cf3)18、c70(cf3)6中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为1100-1200℃，烧结的时间为30-60分钟。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结前，还包括在所述生坯的表面施加面釉、装饰图案和施加保护釉的操作。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结后还包括冷却的过程。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述冷却的过程中，先以10-15℃/分钟的速率冷却到500-600℃，然后以5-8℃/分钟的速率冷却到200-300℃，最后以3-5℃/分钟的速率冷却到室温。

10.根据权利要求2-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述高强陶瓷板的断裂模数为105-125mpa。

技术总结本发明属于陶瓷技术领域，公开了一种高强陶瓷板的制备方法。该制备方法，包括以下步骤：按重量比计，将钾长石30份、钠长石10‑20份、高岭土1‑5份、云母粉1‑5份、白云石10‑20份、氧化铝10‑30份、氧化锆3‑10份、六方氮化硼0.1‑0.6份、碳纤维0.1‑0.5份、聚氧乙烯醚0.5‑2份、富勒烯三氟甲基衍生物0.1‑0.8份、溶剂10‑40份混合，得到浆料，然后进行喷雾造粒，得到坯料，然后进行压制成型，得到生坯，烧结，制得高强陶瓷板；高强陶瓷板的断裂模数不低于100MPa。本发明的高强陶瓷板机械强度高，有利于高强陶瓷板的应用。技术研发人员：梁文勇,辛肖桃,关伟洪,关润淡,关伟铿,段锦霞,余文刚,张庆刚,赵令逸,何星东,谢平,黄建忠,汤向辉,武文达,梁永钊,潘翠玉,陈冠坚,梁淑芬,李加文,李志敏,区颖真,冯裕海,黎泽逸,杨河山,陆祥礼,张国江,廖社川,张彬受保护的技术使用者：广东新润成陶瓷有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17