CN105669229A - 陶瓷材料的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：1）制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；2）混合：以步骤1）的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；3）喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；4）塑形；5）烧结制成成品。本发明通过优越于传统材料的陶瓷纤维强化陶瓷基体材料，能够增强整个材料增强的机械性能。该复合材料使得设计者能够生产更轻便的材料，但却具有卓越的机械性能（相比较于传统陶瓷产品）。它提高了陶瓷产品的表现及持久性，减少了原材料的浪费以及对能源的消耗。所有这些提升了生产的效率，减少了生产的耗费，提升了工业及国家的技术水平。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷材料的生产方法，属于陶瓷材料生产技术领域。
背景技术
陶瓷材料在日常生活中由大量应用。使用陶瓷材料的历史悠久，从人类社会一开始的时候就有人开始使用陶器。已有现代材料设计出来，以满足现代工业的需求及要求，同时，可以解决技术问题。陶瓷材料即可以满足此类要求。现代陶瓷材料的应用包括很广的范围，从简单的家具应用到太空科技，都有覆盖。
目前陶瓷材料应用的两大主要局限是材料缺乏强度及材料易脆。除了缺点之外，陶瓷材料有着极佳的热力，电力及机械性能。尽管陶瓷材料是目前已知的最坚固的材料之一，它的应用却由于易脆而饱受局限。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供陶瓷材料的生产方法。
本发明通过对传统陶瓷材料(陶瓷粉末，陶瓷稀泥以及陶瓷纤维)及传统生产工艺的进一步处理加工而达成。处理步骤与传统的陶瓷材料生产方法基本一致，分为干处理和湿处理，除了塑形的过程有所差异。依据所要达到的产品的功能及需求选择不同的技术方案。
本发明的第一种技术方案，目的提高陶瓷材料的机械性能，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；
4)塑形；
5)烧结制成成品；
所述的步骤3)进行时，同时进行修整，所述的修整即采用陶瓷纤维为原料进行锻造，所述的锻造以确保同质化填充塑形工具的方式锻造陶瓷纤维，使得陶瓷纤维能与步骤3)喷散干燥后制成陶瓷粉同时干燥混合；混合制成的混合物中，陶瓷纤维的重量占总重量的5％－25％；陶瓷纤维在粉末的周边同质化发散。
所述的陶瓷纤维和陶瓷粉的湿度控制在2％以下；
两者都必须恰当控制以防止产生黏结到纤维上的球体打结，同时以确保模具充满纤维粉，纤维可同质化发散；额外的湿度有可能是操作时的失误，这却可能造成粉末黏结到模具上。按照这种方式制成的生胚足够坚韧可以进行生胚处理。
所述的步骤4)的塑形过程如下：将干燥混合后的陶瓷粉和陶瓷纤维填充入模具，以压或者热压的方式塑形；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第二种技术方案，目的提高陶瓷材料的机械性能，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)塑形；
4)干燥；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)进行时，同时进行修整，所述的修整即采用陶瓷纤维为原料进行锻造，所述的锻造以确保同质化填充塑形工具的方式锻造陶瓷纤维，加工后的陶瓷纤维随后用来与稀泥混合30-60分钟以达到同质化的发散；混合制成的混合物中，陶瓷纤维的重量占总重量的5％－25％；
所述的步骤3)的塑形过程如下：把陶瓷稀泥和陶瓷纤维的混合物放在模具里铸造，或者把陶瓷稀泥和陶瓷纤维的混合物低压注射到模具里；
所述的步骤4)的干燥过程如下：在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；时间的长短由产品的尺寸决定；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第三种技术方案，目的提高陶瓷材料特定部分的机械性能，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；
4)塑形；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)和步骤3)进行时，同时制备预先材料，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：裁剪，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，制作好的布料安置在框架或工具中获得特定的形状；
第二步：灌注，通过喷洒或浸蘸陶瓷稀泥的方法，在陶瓷纤维布上布满稀泥；
第三步：塑形，所述的塑形选自下列方法中的任意一种：低压注射；流铸法；模具铸造法；
第四步：干燥，在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；干燥后移动框架，得到充满了稀泥的陶瓷纤维布，称之为预先材料；
在此过程中，必须严格监控陶瓷纤维布的湿度，陶瓷纤维布的湿度控制在2％以下；以阻止球状陶瓷粉打结以及其他在塑形过程中的失误；
所述的陶瓷纤维布的重量占预先材料总重量的5％－25％；
所述的步骤4)的塑形过程如下：将预先材料先放入模具，再填充陶瓷粉，以压或者热压的方式塑形；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第四种技术方案，目的提高陶瓷材料特定部分的机械性能，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)塑形；
4)干燥；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)进行时，同时制备预先材料，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：裁剪，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，制作好的布料安置在框架或工具中获得特定的形状；
第二步：灌注，通过喷洒或浸蘸陶瓷稀泥的方法，在陶瓷纤维布上布满稀泥；
第三步：塑形，所述的塑形选自下列方法中的任意一种：低压注射；流铸法；模具铸造法；
第四步：干燥，在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；干燥后移动框架，得到充满了稀泥的陶瓷纤维布，称之为预先材料；
在此过程中，必须严格监控陶瓷纤维布的湿度，陶瓷纤维布的湿度控制在2％以下；以阻止球状陶瓷粉打结以及其他在塑形过程中的失误；
所述的陶瓷纤维布的重量占预先材料总重量的5％－25％；
所述的步骤3)的塑形过程如下：将预先材料先放入模具，之后用稀泥填充模具，用压膜方法或者注射方法进行塑形；放在特定位置的陶瓷纤维布确保了在部分领域提升了机械性能；
所述的步骤4)的干燥过程如下：在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第五种技术方案，目的是生产在极端环境下能够使用的材料，同时，这些材料即轻便，又具有高度复杂的形状，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)塑形；
4)干燥；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)进行时，同时制备含有一个三明治结构或者多个三明治结构的预先材料作为骨架，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：调整，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，依据多层设备的体系，制成大小形状相应的陶瓷纤维布料；
第二步：灌注：在每一层陶瓷纤维布上布满稀泥，制得随后将每层陶瓷纤维布料再次浸蘸稀泥内，在仍然湿润的时候，制成每一层比前一层顺时针旋转45度的三明治结构的预先材料；
第三步：塑形：将三明治结构的预先材料放入模具，通过热压及清扫的方式来获得想要的形状及去除额外的稀泥；
第四步：干燥：在180摄氏度的房间内或者隧道烘干机内处理数小时，依据产品及预先材料的层数而定，干燥完成之后，获得具有三明治结构的预先材料；制成的预先材料具有卓越的机械性能；
可以重复进行第二步到第四步的操作，将多个含有一个三明治结构的预先材料按照旋转45度的装配方式，获得复杂的含有多个三明治结构的预先材料；例如一个含有多个三明治结构的预先材料包含了3-5个三明治结构的预先材料，这些复杂的结构会给最终产品的机械性能带来更为显著的提升。
所述的陶瓷纤维的重量占预先材料总重量的25％－75％；
所述的步骤3)的塑形方法选自下列方法中的任意一种：
A,注射塑形：将含有一层三明治结构或者多层三明治结构的骨架填充到模具中，再完全注射陶瓷稀泥到模具中；
B,浸蘸塑形：将含有一层三明治结构或者多层三明治结构的骨架安置在框架内，并确保它们的位置精确安放，将骨架连续三次或三次以上浸蘸在陶瓷稀泥中，以确保足够量的陶瓷稀泥放置在骨架上；
C,喷洒塑形：将含有一层三明治结构或者多层三明治结构的骨架安置在框架内，并确保它们的位置精确安放，连续整体喷洒三层或三层以上的陶瓷稀泥，以确保足够量的陶瓷稀泥放置在骨架上；
所述的步骤4)的干燥过程如下：在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行至少一个小时的干燥；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第六种技术方案，目的是生产在极端环境下能够使用的材料，同时，这些材料即轻便，又具有高度复杂的形状，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；
4)塑形；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)和步骤3)进行时，同时制备含有一个三明治结构或者多个三明治结构的预先材料作为骨架，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：调整，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，依据多层设备的体系，制成大小形状相应的陶瓷纤维布料；
第二步：灌注：在每一层陶瓷纤维布上布满稀泥，制得随后将每层陶瓷纤维布料再次浸蘸稀泥内，在仍然湿润的时候，制成每一层比前一层顺时针旋转45度的三明治结构的预先材料；
第三步：塑形：将三明治结构的预先材料放入模具，通过热压及清扫的方式来获得想要的形状及去除额外的稀泥；
第四步：干燥：在180摄氏度的房间内或者隧道烘干机内处理数小时，依据产品及预先材料的层数而定，干燥完成之后，获得具有三明治结构的预先材料；制成的预先材料具有卓越的机械性能；
可以重复进行第二步到第四步的操作，将多个含有一个三明治结构的预先材料按照旋转45度的装配方式，获得复杂的含有多个三明治结构的预先材料；例如一个含有多个三明治结构的预先材料包含了3-5个三明治结构的预先材料，这些复杂的结构会给最终产品的机械性能带来更为显著的提升。
所述的陶瓷纤维的重量占预先材料总重量的25％－75％；
所述的步骤4)的塑形过程如下：将骨架先放入模具，再填充陶瓷粉，以压或者热压的方式塑形；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明中的各个材料(陶瓷粉末、陶瓷纤维和陶瓷纤维布)须要有同样的化学组成以达到最优化的效果。譬如，a类三氧化二铝粉和a类三氧化二铝纤维/布，同样材质的收缩量是一样的，在设计最终产品的时候，这是必须要考虑到的因素，与之同时在设计布料层数及塑形工具也必须考虑。同时，相似的化学构成的材料也能够用来达到特殊的要求，譬如勤青石(Mg2Al4Si5O18)粉末与三氧化二铝的纤维/布的使用，对于在高温环境下的零扩张要求至关重要，譬如在排气管道及喷水管口。
最后的烧结方式都是按照传统方式夯实。烧结(夯实)是从这种复合材料里获得产出的关键。所有的步骤必须把持与所选材料的物理化学性能一致的条件下进行。在夯实中，颗粒生成的阶段尤其需要监管以保证从基体和纤维的颗粒中能持产出并且再次结晶的同时仍待能够保持小颗粒单位以及保持卓越的机械性能(譬如三氧化二铝的最高温度绝不能超过1450度并且在此温度下不能保持超过1个小时)。对于材料的细致处理会导致基体颗粒物的正当产出及材料强化。这一操作会在原子层面产生材料的紧密联系，之后就会产生具有超强性能的同质化材料。
本发明中的陶瓷纤维使用单纤维，采用纯度达到85-99.9％的顶级矾土制备，矾土强度在2000-3500兆帕之间，伸缩率小于1％，在1000摄氏度高温下1000小时后强度仍然能保持90％以上。在高于200度的温度下，制备的陶瓷材料通过三层的结构可以减少阻隔外部的热力因素。
本发明通过优越于传统材料的陶瓷纤维强化陶瓷基体材料，能够增强整个材料增强的机械性能(按照不同的轴数)。该复合材料使得设计者能够生产更轻便的材料，但却具有卓越的机械性能(相比较于传统陶瓷产品)。它提高了陶瓷产品的表现及持久性，减少了原材料的浪费以及对能源的消耗。所有这些提升了生产的效率，减少了生产的耗费，提升了工业及国家的技术水平。具体来说：
采用技术方案一和二制备的陶瓷材料，其性能接近传统陶瓷产品的性能，而且整体机械性能比传统陶瓷产品有所提升，可以使用本发明的陶瓷材料制备汽车的发动机缸体、气缸盖以及刹车盘。
采用技术方案三和四制备的陶瓷材料，其性能接近传统陶瓷产品的性能，而陶瓷材料特定部分的机械性能比传统陶瓷产品有所提升，可以使用本发明的陶瓷材料制备汽车的链轮、气门以及活塞。
采用技术方案五和六制备的陶瓷材料，其性能接近传统陶瓷产品的性能，可以使用本发明的陶瓷材料生产在极端环境下能够使用的材料，同时，这些材料即轻便，又具有高度复杂的形状。可以制备汽车的涡轮以及刹车盘。
附图说明
图1是本发明的第一种实施方式的流程图；
图2是本发明的第二种实施方式的流程图；
图3是本发明的第三种实施方式的流程图；
图4是本发明的第四种实施方式的流程图；
图5是本发明的第五种实施方式的流程图；
图6是本发明的第六种实施方式的流程图。
具体实施方式
本发明的第一种实施方式，目的提高陶瓷材料的机械性能，所述的制备方法包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；
4)塑形；
5)烧结制成成品；
所述的步骤3)进行时，同时进行修整，所述的修整即采用陶瓷纤维为原料进行锻造，所述的锻造以确保同质化填充塑形工具的方式锻造陶瓷纤维，使得陶瓷纤维能与步骤3)喷散干燥后制成陶瓷粉同时干燥混合；混合制成的混合物中，陶瓷纤维的重量占总重量的5％－25％；陶瓷纤维在粉末的周边同质化发散。
陶瓷纤维和陶瓷粉的湿度控制在2％以下；
两者都必须恰当控制以防止产生黏结到纤维上的球体打结，同时以确保模具充满纤维粉，纤维可同质化发散；额外的湿度有可能是操作时的失误，这却可能造成粉末黏结到模具上。按照这种方式制成的生胚足够坚韧可以进行生胚处理。
所述的步骤4)的塑形过程如下：将干燥混合后的陶瓷粉和陶瓷纤维填充入模具，以压或者热压的方式塑形；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第二种实施方式，目的提高陶瓷材料的机械性能，所述的制备方法包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)塑形；
4)干燥；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)进行时，同时进行修整，所述的修整即采用陶瓷纤维为原料进行锻造，所述的锻造以确保同质化填充塑形工具的方式锻造陶瓷纤维，加工后的陶瓷纤维随后用来与稀泥混合30-60分钟以达到同质化的发散；混合制成的混合物中，陶瓷纤维的重量占总重量的5％－25％；
所述的步骤3)的塑形过程如下：把陶瓷稀泥和陶瓷纤维的混合物放在模具里铸造，或者把陶瓷稀泥和陶瓷纤维的混合物低压注射到模具里；
所述的步骤4)的干燥过程如下：在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；时间的长短由产品的尺寸决定；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第三种实施方式，目的提高陶瓷材料特定部分的机械性能，所述的制备方法包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；
4)塑形；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)和步骤3)进行时，同时制备预先材料，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：裁剪，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，制作好的布料安置在框架或工具中获得特定的形状；
第二步：灌注，通过喷洒或浸蘸陶瓷稀泥的方法，在陶瓷纤维布上布满稀泥；
第三步：塑形，所述的塑形选自下列方法中的任意一种：低压注射；流铸法；模具铸造法；
第四步：干燥，在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；干燥后移动框架，得到充满了稀泥的陶瓷纤维布，称之为预先材料；
在此过程中，必须严格监控陶瓷纤维布的湿度，陶瓷纤维布的湿度控制在2％以下；以阻止球状陶瓷粉打结以及其他在塑形过程中的失误；
所述的陶瓷纤维布的重量占预先材料总重量的5％－25％；
所述的步骤4)的塑形过程如下：将预先材料先放入模具，再填充陶瓷粉，以压或者热压的方式塑形；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第四种实施方式，目的提高陶瓷材料特定部分的机械性能，所述的制备方法包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)塑形；
4)干燥；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)进行时，同时制备预先材料，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：裁剪，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，制作好的布料安置在框架或工具中获得特定的形状；
第二步：灌注，通过喷洒或浸蘸陶瓷稀泥的方法，在陶瓷纤维布上布满稀泥；
第三步：塑形，所述的塑形选自下列方法中的任意一种：低压注射；流铸法；模具铸造法；
第四步：干燥，在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；干燥后移动框架，得到充满了稀泥的陶瓷纤维布，称之为预先材料；
在此过程中，必须严格监控陶瓷纤维布的湿度，陶瓷纤维布的湿度控制在2％以下；以阻止球状陶瓷粉打结以及其他在塑形过程中的失误；
所述的陶瓷纤维布的重量占预先材料总重量的5％－25％；
所述的步骤3)的塑形过程如下：将预先材料先放入模具，之后用稀泥填充模具，用压膜方法或者注射方法进行塑形；放在特定位置的陶瓷纤维布确保了在部分领域提升了机械性能；
所述的步骤4)的干燥过程如下：在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第五种实施方式，目的是生产在极端环境下能够使用的材料，同时，这些材料即轻便，又具有高度复杂的形状，所述的制备方法包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)塑形；
4)干燥；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)进行时，同时制备含有一个三明治结构的预先材料或者含有多个三明治结构的预先材料作为骨架，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：调整，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，依据多层设备的体系，制成大小形状相应的陶瓷纤维布料；
第二步：灌注：在每一层陶瓷纤维布上布满稀泥，制得随后将每层陶瓷纤维布料再次浸蘸稀泥内，在仍然湿润的时候，制成每一层比前一层顺时针旋转45度的三明治结构的预先材料；
第三步：塑形：将三明治结构的预先材料放入模具，通过热压及清扫的方式来获得想要的形状及去除额外的稀泥；
第四步：干燥：在180摄氏度的房间内或者隧道烘干机内处理数小时，依据产品及预先材料的层数而定，干燥完成之后，获得具有三明治结构的预先材料；制成的预先材料具有卓越的机械性能；
可以重复进行第二步到第四步的操作，将多个含有一个三明治结构的预先材料按照旋转45度的装配方式，获得复杂的含有多个三明治结构的预先材料；例如一个含有多个三明治结构的预先材料包含了3-5个三明治结构的预先材料，这些复杂的结构会给最终产品的机械性能带来更为显著的提升。
所述的陶瓷纤维的重量占预先材料总重量的25％－75％；
所述的步骤3)的塑形方法选自下列方法中的任意一种：
A,注射塑形：将含有一层三明治结构或者多层三明治结构的骨架填充到模具中，再完全注射陶瓷稀泥到模具中；
B,浸蘸塑形：将含有一层三明治结构或者多层三明治结构的骨架安置在框架内，并确保它们的位置精确安放，将骨架连续三次或三次以上浸蘸在陶瓷稀泥中，以确保足够量的陶瓷稀泥放置在骨架上；
C,喷洒塑形：将含有一层三明治结构或者多层三明治结构的骨架安置在框架内，并确保它们的位置精确安放，连续整体喷洒三层或三层以上的陶瓷稀泥，以确保足够量的陶瓷稀泥放置在骨架上；
所述的步骤4)的干燥过程如下：在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行至少一个小时的干燥；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
本发明的第六种实施方式，目的是生产在极端环境下能够使用的材料，同时，这些材料即轻便，又具有高度复杂的形状，所述的制备方法包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；
4)塑形；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)和步骤3)进行时，同时制备含有一个三明治结构的预先材料或者含有多个三明治结构的预先材料作为骨架，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：调整，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，依据多层设备的体系，制成大小形状相应的陶瓷纤维布料；
第二步：灌注：在每一层陶瓷纤维布上布满稀泥，制得随后将每层陶瓷纤维布料再次浸蘸稀泥内，在仍然湿润的时候，制成每一层比前一层顺时针旋转45度的三明治结构的预先材料；
第三步：塑形：将三明治结构的预先材料放入模具，通过热压及清扫的方式来获得想要的形状及去除额外的稀泥；
第四步：干燥：在180摄氏度的房间内或者隧道烘干机内处理数小时，依据产品及预先材料的层数而定，干燥完成之后，获得具有三明治结构的预先材料；制成的预先材料具有卓越的机械性能；
可以重复进行第二步到第四步的操作，将多个含有一个三明治结构的预先材料按照旋转45度的装配方式，获得复杂的含有多个三明治结构的预先材料；例如一个含有多个三明治结构的预先材料包含了3-5个三明治结构的预先材料，这些复杂的结构会给最终产品的机械性能带来更为显著的提升。
所述的陶瓷纤维的重量占预先材料总重量的25％－75％；
所述的步骤4)的塑形过程如下：将骨架先放入模具，再填充陶瓷粉，以压或者热压的方式塑形；
所述的步骤4)和步骤5)之间可以加入生胚加工的步骤。
Claims (10)
1.一种陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；
4)塑形；
5)烧结制成成品；
所述的步骤3)进行时，同时进行修整，所述的修整即采用陶瓷纤维为原料进行锻造，所述的锻造以确保同质化填充塑形工具的方式锻造陶瓷纤维，使得陶瓷纤维能与步骤3)喷散干燥后制成陶瓷粉同时干燥混合；混合制成的混合物中，陶瓷纤维的重量占总重量的5％－25％；陶瓷纤维在粉末的周边同质化发散；
所述的陶瓷纤维和陶瓷粉的湿度控制在2％以下；
所述的步骤4)的塑形过程如下：将干燥混合后的陶瓷粉和陶瓷纤维填充入模具，以压或者热压的方式塑形。
2.一种陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)塑形；
4)干燥；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)进行时，同时进行修整，所述的修整即采用陶瓷纤维为原料进行锻造，所述的锻造以确保同质化填充塑形工具的方式锻造陶瓷纤维，加工后的陶瓷纤维随后用来与稀泥混合30-60分钟以达到同质化的发散；混合制成的混合物中，陶瓷纤维的重量占总重量的5％－25％；
所述的步骤3)的塑形过程如下：把陶瓷稀泥和陶瓷纤维的混合物放在模具里铸造，或者把陶瓷稀泥和陶瓷纤维的混合物低压注射到模具里；
所述的步骤4)的干燥过程如下：在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥。
3.一种陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；
4)塑形；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)和步骤3)进行时，同时制备预先材料，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：裁剪，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，制作好的布料安置在框架或工具中获得特定的形状；
第二步：灌注，通过喷洒或浸蘸陶瓷稀泥的方法，在陶瓷纤维布上布满稀泥；
第三步：塑形，所述的塑形选自下列方法中的任意一种：低压注射；流铸法；模具铸造法；
第四步：干燥，在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；干燥后移动框架，得到充满了稀泥的陶瓷纤维布，称之为预先材料；
所述的陶瓷纤维布的湿度控制在2％以下；
所述的陶瓷纤维布的重量占预先材料总重量的5％－25％；
所述的步骤4)的塑形过程如下：将预先材料先放入模具，再填充陶瓷粉，以压或者热压的方式塑形。
4.一种陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)塑形；
4)干燥；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)进行时，同时制备预先材料，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：裁剪，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，制作好的布料安置在框架或工具中获得特定的形状；
第二步：灌注，通过喷洒或浸蘸陶瓷稀泥的方法，在陶瓷纤维布上布满稀泥；
第三步：塑形，所述的塑形选自下列方法中的任意一种：低压注射；流铸法；模具铸造法；
第四步：干燥，在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥；干燥后移动框架，得到充满了稀泥的陶瓷纤维布，称之为预先材料；
所述的陶瓷纤维布的湿度控制在2％以下；
所述的陶瓷纤维布的重量占预先材料总重量的5％－25％；
所述的步骤3)的塑形过程如下：将预先材料先放入模具，之后用稀泥填充模具，用压膜方法或者注射方法进行塑形；
所述的步骤4)的干燥过程如下：在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行不低于一个小时的干燥。
5.一种陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)塑形；
4)干燥；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)进行时，同时制备含有一个三明治结构或者多个三明治结构的预先材料作为骨架，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：调整，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，依据多层设备的体系，制成大小形状相应的陶瓷纤维布料；
第二步：灌注：在每一层陶瓷纤维布上布满稀泥，制得随后将每层陶瓷纤维布料再次浸蘸稀泥内，在仍然湿润的时候，制成每一层比前一层顺时针旋转45度的三明治结构的预先材料；
第三步：塑形：将三明治结构的预先材料放入模具，通过热压及清扫的方式来获得想要的形状及去除额外的稀泥；
第四步：干燥：在180摄氏度的房间内或者隧道烘干机内处理数小时，依据产品及预先材料的层数而定，干燥完成之后，获得具有三明治结构的预先材料；
所述的陶瓷纤维的重量占预先材料总重量的25％－75％；
所述的步骤3)的塑形方法选自下列方法中的任意一种：
A,注射塑形：将含有一层三明治结构或者多层三明治结构的骨架填充到模具中，再完全注射陶瓷稀泥到模具中；
B,浸蘸塑形：将含有一层三明治结构或者多层三明治结构的骨架安置在框架内，并确保它们的位置精确安放，将骨架连续三次或三次以上浸蘸在陶瓷稀泥中，以确保足够量的陶瓷稀泥放置在骨架上；
C,喷洒塑形：将含有一层三明治结构或者多层三明治结构的骨架安置在框架内，并确保它们的位置精确安放，连续整体喷洒三层或三层以上的陶瓷稀泥，以确保足够量的陶瓷稀泥放置在骨架上；
所述的步骤4)的干燥过程如下：在180摄氏度高温的房间内或隧道烘干机内进行至少一个小时的干燥。
6.一种陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制粉；制备颗粒大小达到要求的陶瓷粉末；
2)混合：以步骤1)的陶瓷粉末、水和粘结剂为原料，混合制成陶瓷稀泥；
3)喷洒干燥；将陶瓷稀泥中水分蒸发以制成微小的球状陶瓷粉；
4)塑形；
5)烧结制成成品；
所述的步骤2)和步骤3)进行时，同时制备含有一个三明治结构或者多个三明治结构的预先材料作为骨架，所述的预先材料以陶瓷纤维和步骤2)制得的陶瓷稀泥为原料，通过如下步骤制成：
第一步：调整，以陶瓷纤维为原料设计制作陶瓷纤维布，依据多层设备的体系，制成大小形状相应的陶瓷纤维布料；
第二步：灌注：在每一层陶瓷纤维布上布满稀泥，制得随后将每层陶瓷纤维布料再次浸蘸稀泥内，在仍然湿润的时候，制成每一层比前一层顺时针旋转45度的三明治结构的预先材料；
第三步：塑形：将三明治结构的预先材料放入模具，通过热压及清扫的方式来获得想要的形状及去除额外的稀泥；
第四步：干燥：在180摄氏度的房间内或者隧道烘干机内处理数小时，依据产品及预先材料的层数而定，干燥完成之后，获得具有三明治结构的预先材料；
所述的陶瓷纤维的重量占预先材料总重量的25％－75％；
所述的步骤4)的塑形过程如下：将骨架先放入模具，再填充陶瓷粉，以压或者热压的方式塑形。
7.根据权利要求5或6所述的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，预先材料制备过程中，第四步干燥结束后，重复进行第二步到第四步的操作，将多个含有一个三明治结构的预先材料按照旋转45度的装配方式，获得复杂的含有多个三明治结构的预先材料。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤4)和步骤5)之间加入生胚加工的步骤。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述的陶瓷粉末、陶瓷纤维和陶瓷纤维布选自具有相同或者相似化学结构的材料。
10.根据权利要求1-6任意一项所述的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述的陶瓷纤维使用单纤维，采用纯度达到85-99.9％的顶级矾土制备，矾土强度在2000-3500兆帕之间，伸缩率小于1％。
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