CN104926275A - 一种高强度白云土及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度白云土，其组成以及质量分数为：碳化硅9-15份，氧化镥5-10份，氧化铝3-8份，氧化钙5-7份，高岭土4-9份，铝质粘土3-10份，水玻璃2-6份，石墨烯5-7份，再生胶4-8份，陶瓷纤维6-9份，硼砂4-8份，云母6-9份，长石3-10份，硫酸亚铁7-9份，粘土3-8份，石膏2-6份，氮化硼6-10份，活性催化剂1-5份，环氧树脂1-3份，硅酸铝纤维8-13份，堇青石11-13份，膨润土9-14份，氧化铝7-15份，陶土5-8份，燧石1-3份。本发明提供的高强白云土，在制作陶瓷时不需要加入玻璃胶，直接加水即可，不仅绿色环保，而且具有很好的机械强度，同时具有良好的吸水性和抗震率，能够减少瓷器的破损，其破坏强度和断裂模数高，经久耐用，满足市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度白云土及其制备工艺。
背景技术
陶瓷的发明是中国人对人类的重大贡献。
陶瓷自发明以来一直受到了广大群众的重视和喜爱，是人类生活中重要的组成部分。
日用瓷器长期以来为广大人民群众所喜爱和使用，因为它有以下优点：第一， 易于洗涤和保持洁净。日用瓷釉面光亮，细腻，使用沾污后容易冲刷。
第二， 热稳定性较好，传热慢。
第三， 化学性质稳定，经久耐用。
这一点比金属制品如铜器、铁器、铝器等要优越，日用瓷具有一定的耐酸、碱、盐及大气中碳酸气侵蚀的能力，不易与这些物质发生化学反应，不生锈老化。
现有的陶瓷在制作过程中，需要加入玻璃胶，以增强其强度，但是这样会增加生产的成本，并且玻璃胶的对人体也有一定的坏处。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高强度白云土及其制备工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种高强度白云土，其组成以及质量分数为：碳化硅9-15份，氧化镥5-10份，氧化铝3-8 份，氧化钙5-7 份，高岭土4-9 份，铝质粘土3-10 份，水玻璃2-6 份，石墨烯5-7 份，再生胶4-8 份，陶瓷纤维6-9 份，硼砂4-8 份，云母6-9 份，长石3-10 份，硫酸亚铁7-9 份，粘土3-8 份，石膏2-6 份，氮化硼6-10 份，活性催化剂1-5 份，环氧树脂1-3 份，硅酸铝纤维8-13 份，堇青石11-13份，膨润土9-14 份，氧化铝7-15 份，陶土5-8 份，燧石1-3 份。
进一步地，其组成以及质量分数为：碳化硅10份，氧化镥8份，氧化铝6 份，氧化钙6份，高岭土6份，铝质粘土6 份，水玻璃4份，石墨烯6份，再生胶5 份，陶瓷纤维7份，硼砂5份，云母7份，长石5份，硫酸亚铁8份，粘土7 份，石膏5 份，氮化硼7份，活性催化剂3 份，环氧树脂2份，硅酸铝纤维10 份，堇青石12份，膨润土12 份，氧化铝10份，陶土6份，燧石2份。
进一步地，其组成以及质量分数为：碳化硅9份，氧化镥5份，氧化铝8 份，氧化钙5 份，高岭土9 份，铝质粘土3 份，水玻璃2 份，石墨烯5 份，再生胶4份，陶瓷纤维6份，硼砂4份，云母6份，长石3份，硫酸亚铁7份，粘土3份，石膏2份，氮化硼6份，活性催化剂1份，环氧树脂1份，硅酸铝纤维8份，堇青石11份，膨润土9份，氧化铝7份，陶土5份，燧石1份。
进一步地，其组成以及质量分数为：碳化硅15份，氧化镥10份，氧化铝8 份，氧化钙7 份，高岭土9份，铝质粘土10份，水玻璃6份，石墨烯7份，再生胶8份，陶瓷纤维9份，硼砂8份，云母9份，长石10份，硫酸亚铁9份，粘土8份，石膏6份，氮化硼10份，活性催化剂5份，环氧树脂3份，硅酸铝纤维13份，堇青石13份，膨润土14份，氧化铝15份，陶土8份，燧石3份。
进一步地，所述碳化硅中的α相碳化硅含量为99份，氧含量小于1份；所述碳化硅的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
进一步地，所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
一种高强度白云土的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按配方将原料放入球磨机，磨球选用直径为5-15mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3-7:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为1-2份、2-3份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为300-400r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为120-150r/min，球磨时间为4-6h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为1:3-5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气10-20min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥1-3h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以15-30℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压0.5-3h，热压烧结制得高强度陶瓷材料。
进一步地，包括以下步骤：
(1)将原料按配比混合放入球磨机，磨球选用直径为10mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为1.3份、2.5份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为350r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为135r/min，球磨时间为4.5h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为1:3.5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气15min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥2h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以20℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压1h，热压烧结制得高强度陶瓷材料。
进一步地，在步骤（3）中，球磨机上，转速为120r/min。
本发明所达到的有益效果是：
本发明提供的高强白云土，在制作陶瓷时不需要加入玻璃胶，直接加水即可，具有很好的机械强度，同时具有良好的吸水性和抗震率，能够减少瓷器的破损，其破坏强度和断裂模数高，经久耐用，满足市场需求。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明一种高强度白云土，其组成以及质量分数为：碳化硅9-15份，氧化镥5-10份，氧化铝3-8 份，氧化钙5-7 份，高岭土4-9 份，铝质粘土3-10 份，水玻璃2-6 份，石墨烯5-7 份，再生胶4-8 份，陶瓷纤维6-9 份，硼砂4-8 份，云母6-9 份，长石3-10 份，硫酸亚铁7-9 份，粘土3-8 份，石膏2-6 份，氮化硼6-10 份，活性催化剂1-5 份，环氧树脂1-3 份，硅酸铝纤维8-13 份，堇青石11-13份，膨润土9-14 份，氧化铝7-15 份，陶土5-8 份，燧石1-3 份。
所述碳化硅中的α相碳化硅含量为99份，氧含量小于1份；所述碳化硅的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
实施例2
一种高强度白云土，其组成以及质量分数为：碳化硅10份，氧化镥8份，氧化铝6 份，氧化钙6份，高岭土6份，铝质粘土6 份，水玻璃4份，石墨烯6份，再生胶5 份，陶瓷纤维7份，硼砂5份，云母7份，长石5份，硫酸亚铁8份，粘土7 份，石膏5 份，氮化硼7份，活性催化剂3 份，环氧树脂2份，硅酸铝纤维10 份，堇青石12份，膨润土12 份，氧化铝10份，陶土6份，燧石2份。
所述碳化硅中的α相碳化硅含量为99份，氧含量小于1份；所述碳化硅的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
实施例3
一种高强度白云土，其组成以及质量分数为：碳化硅9份，氧化镥5份，氧化铝8 份，氧化钙5 份，高岭土9 份，铝质粘土3 份，水玻璃2 份，石墨烯5 份，再生胶4份，陶瓷纤维6份，硼砂4份，云母6份，长石3份，硫酸亚铁7份，粘土3份，石膏2份，氮化硼6份，活性催化剂1份，环氧树脂1份，硅酸铝纤维8份，堇青石11份，膨润土9份，氧化铝7份，陶土5份，燧石1份。
所述碳化硅中的α相碳化硅含量为99份，氧含量小于1份；所述碳化硅的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
实施例4
一种高强度白云土，其组成以及质量分数为：碳化硅15份，氧化镥10份，氧化铝8 份，氧化钙7 份，高岭土9份，铝质粘土10份，水玻璃6份，石墨烯7份，再生胶8份，陶瓷纤维9份，硼砂8份，云母9份，长石10份，硫酸亚铁9份，粘土8份，石膏6份，氮化硼10份，活性催化剂5份，环氧树脂3份，硅酸铝纤维13份，堇青石13份，膨润土14份，氧化铝15份，陶土8份，燧石3份。
所述碳化硅中的α相碳化硅含量为99份，氧含量小于1份；所述碳化硅的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
实施例5
一种高强度白云土的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按配方将原料放入球磨机，磨球选用直径为5-15mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3-7:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为1-2份、2-3份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为300-400r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为120-150r/min，球磨时间为4-6h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为1:3-5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气10-20min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥1-3h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以15-30℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压0.5-3h，热压烧结制得高强度陶瓷材料。
实施例6
一种高强度白云土的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将原料按配比混合放入球磨机，磨球选用直径为10mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为1.3份、2.5份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为350r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为135r/min，球磨时间为4.5h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为1:3.5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气15min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥2h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以20℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压1h，热压烧结制得高强度陶瓷材料。
实施例7
一种高强度白云土的制备方法，其包括以下步骤：
在步骤（3）中，球磨机上，转速为120r/min。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高强度白云土，其特征在于，其组成以及质量分数为：碳化硅9-15份，氧化镥5-10份，氧化铝3-8 份，氧化钙5-7 份，高岭土4-9 份，铝质粘土3-10 份，水玻璃2-6 份，石墨烯5-7 份，再生胶4-8 份，陶瓷纤维6-9 份，硼砂4-8 份，云母6-9 份，长石3-10 份，硫酸亚铁7-9 份，粘土3-8 份，石膏2-6 份，氮化硼6-10 份，活性催化剂1-5 份，环氧树脂1-3 份，硅酸铝纤维8-13 份，堇青石11-13份，膨润土9-14 份，氧化铝7-15 份，陶土5-8 份，燧石1-3 份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度白云土，其特征在于，其组成以及质量分数为：碳化硅10份，氧化镥8份，氧化铝6 份，氧化钙6份，高岭土6份，铝质粘土6 份，水玻璃4份，石墨烯6份，再生胶5 份，陶瓷纤维7份，硼砂5份，云母7份，长石5份，硫酸亚铁8份，粘土7 份，石膏5 份，氮化硼7份，活性催化剂3 份，环氧树脂2份，硅酸铝纤维10 份，堇青石12份，膨润土12 份，氧化铝10份，陶土6份，燧石2份。
3.根据权利要求1所述的一种高强度白云土，其特征在于，其组成以及质量分数为：碳化硅9份，氧化镥5份，氧化铝8 份，氧化钙5 份，高岭土9 份，铝质粘土3 份，水玻璃2 份，石墨烯5 份，再生胶4份，陶瓷纤维6份，硼砂4份，云母6份，长石3份，硫酸亚铁7份，粘土3份，石膏2份，氮化硼6份，活性催化剂1份，环氧树脂1份，硅酸铝纤维8份，堇青石11份，膨润土9份，氧化铝7份，陶土5份，燧石1份。
4.根据权利要求1所述的一种高强度白云土，其特征在于，其组成以及质量分数为：碳化硅15份，氧化镥10份，氧化铝8 份，氧化钙7 份，高岭土9份，铝质粘土10份，水玻璃6份，石墨烯7份，再生胶8份，陶瓷纤维9份，硼砂8份，云母9份，长石10份，硫酸亚铁9份，粘土8份，石膏6份，氮化硼10份，活性催化剂5份，环氧树脂3份，硅酸铝纤维13份，堇青石13份，膨润土14份，氧化铝15份，陶土8份，燧石3份。
5.根据权利要求1所述的一种高强度白云土，其特征在于，所述碳化硅中的α相碳化硅含量为99份，氧含量小于1份；所述碳化硅的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
6.根据权利要求1所述的一种高强度白云土，其特征在于，所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种高强度白云土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配方将原料放入球磨机，磨球选用直径为5-15mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3-7:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为1-2份、2-3份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为300-400r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为120-150r/min，球磨时间为4-6h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为1:3-5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气10-20min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥1-3h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以15-30℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压0.5-3h，热压烧结制得高强度陶瓷材料。
8.根据权利要求7所述高强度白云土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原料按配比混合放入球磨机，磨球选用直径为10mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为1.3份、2.5份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为350r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为135r/min，球磨时间为4.5h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为1:3.5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气15min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥2h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以20℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压1h，热压烧结制得高强度陶瓷材料。
9.根据权利要求7所述高强度白云土的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，球磨机上，转速为120r/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150923 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |