CN1075476C - 一种陶瓷材料组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种陶瓷材料组合物，属于工艺或特种陶瓷材料的制备技术领域。在陶瓷配方中，加入2～20%的立体四针状氧化锌晶须，该陶瓷材料的抗碎裂和抗急冷性能大幅度提高。本发明的陶瓷材料配方(以重量计)为粘土20～40%、长石10～25%、石英15～25%、氧化锌晶须2～20%、水15～25%。上述配方的材料混合匀，经研磨烧结，表现出良好的抗碎裂和抗急冷性能。该材料可用于抗碎裂工艺陶瓷及要求抗碎裂，抗急冷的特种陶瓷中。
Description
本发明涉及陶瓷材料应用技术领域，主要涉及工艺或特种陶瓷材料制备技术领域。
同金属和高分子材料相比，陶瓷材料在耐热性、耐磨性、抗氧化、抗腐蚀以高温力学性能等方面具有不可替代的优点，其应用已渗透到科研、生产、建设甚至空间探索的各个领域。由于普通陶瓷材料在断裂韧性，破坏韧性等抗碎裂性能方面较差而限制了其在某些条件下的使用。氧化锌晶须是一种新型多功能微单晶材料，已在树脂基复合材料抗静电、耐磨、增强以及吸波等领域获得初步应用。用晶须增强增韧陶瓷虽有不少报道，但所用晶须都是一维针状体，如碳化硅、氧化铝、氮化硅晶须等，而不是立体四针状氧化锌晶须。如发明专利申请88103823.7(1990)报道了氧化锆陶瓷基体中加入三氧化二铝晶须得到高韧性高强度的陶瓷材料。日本专利JP01-226774是在以粘土、硅砂等的基体，加入氧化锌晶须，材料耐压性能表现出良好的各向同性。
本发明的目的是提供一种陶瓷材料组合物，它能有效地提高陶瓷材料的抗碎裂和抗急冷性能。
本发明的目的通过以技术方案实现：陶瓷基体可以是粘土、长石和石英等组成的长石质瓷，也可以是氧化镁、氧化硅等组成的滑石质瓷，还可以是以氧化磷、氧化钙、氧化硅等组成的骨灰质瓷。各组份的用量可以在相当大的范围内变化。本发明选用长石质瓷体系为基体，配方各组份含量范围为粘土20～40％、长石10～25％、石英15～25％，其余成份为具有四针状结构的氧化锌晶须，其含量控制在2～20％，分散剂水的含量控制在15～25％范围内。氧化锌晶须各针状长10～100μm，根直径0.1～5μm。各组份经充分混合后经研磨、成型、干燥等工序后，于800～1300℃环境下烧结成复合材料制品。其中氧化锌晶须进入研磨的时间尽量短一些，以免在高速作用引起的剪切力作用下，四针状结构遭到破坏。
本发明与已有技术相比，其效果在于：在以粘土、长石、石英组成的陶瓷基材中，加入具有空间三维分布的四针状氧化锌晶须，利用该晶须特有的空间结构和完整的晶体强度达到各向同性增强增韧的目的。同时，由于氧化锌晶须是一种电子传导半导体材料，加入到复合材料中，较好地改善了材料抗急冷性能。本发明的突出效果是在陶瓷基体中加入2～20％的氧化锌晶须后，材料制品冲击韧性和破坏韧性，分别由不加氧化锌晶须的1.8KJ/m2和4.3MPa/m1/2增加到3.6～7.63KJ/m2和5.26～8.45MPa/m1/2。加入氧化锌晶须的试件从180℃放入20℃水中不开裂，而不加氧化锌晶须的试件开裂。加入氧化锌晶须的试件，从一定高度落下，其抗碎裂的性能比不加氧化锌晶须的试件要好得多。
本发明的附图说明如下：
附图1为本发明所用氧化锌晶须的电子显微镜照片。
本发明的实施例如下：
各实施例使用粘土、长石、石英为基体，水为分散剂，氧化锌晶须为增强剂，各成份含量列于表1中。上述成份混合均匀，用高速分散机分散，进入研磨设备研磨，经成型、干燥后，在800～1300℃的环境下，烧制成制品或试件。各例试件的主要性能列于表1中。
为了比较本发明的效果，将不加氧化锌晶须的试件作为比较例，比较例的工艺同实施例，比较例各成份及材料性能列于表1中。表1陶瓷材料配方及性能
| 实 施 例 | 比较例 | ||||
| 1 | 2 | 3 | |||
| 配方︵重量％︶ | 粘土 | 35 | 35 | 33 | 36 |
| 长石 | 20 | 19 | 18 | 20 | |
| 石英 | 20 | 19 | 18 | 20 | |
| 氧化锌晶须 | 2 | 4 | 10 | 0 | |
| 水 | 23 | 23 | 21 | 24 | |
| 性能 | 冲击韧性kJ/m2 | 3.60 | 5.20 | 7.63 | 1.8 |
| 破坏韧性MPa/m1/2 | 5.26 | 6.13 | 8.45 | 4.3 | |
| 400mm空中落下结果 | 碎2块 | 不碎 | 不碎 | 碎4块 | |
| 800mm空中落下结果 | 碎4块 | 碎2块 | 不碎 | ||
| 180→20℃水中结果 | 不裂 | 不裂 | 不裂 | 裂 | |
Claims (1)
1．一种陶瓷材料组合物，其特征是在陶瓷组分中加入了具有四针状结构的氧化锌晶须，该组合物含量(wt％)为：粘土20～40％、长石10～25％、石英15～25％、氧化锌晶须2～20％、水15～25％，经混合、研磨后在温度为800～1300℃的环境下烧结而成。
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| CN1230528A CN1230528A (zh) | 1999-10-06 |
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