CN113354387A - 一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用 - Google Patents

一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113354387A
CN113354387A CN202110646813.8A CN202110646813A CN113354387A CN 113354387 A CN113354387 A CN 113354387A CN 202110646813 A CN202110646813 A CN 202110646813A CN 113354387 A CN113354387 A CN 113354387A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mullite
rock plate
ceramic rock
toughened ceramic
toughened
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110646813.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113354387B (zh
Inventor
张缇
柯善军
蒙臻明
马超
田维
周营
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Oceano Ceramics Co Ltd
Original Assignee
Foshan Oceano Ceramics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Oceano Ceramics Co Ltd filed Critical Foshan Oceano Ceramics Co Ltd
Priority to CN202110646813.8A priority Critical patent/CN113354387B/zh
Publication of CN113354387A publication Critical patent/CN113354387A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113354387B publication Critical patent/CN113354387B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/36—Reinforced clay-wares
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/04—Clay; Kaolin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/1321—Waste slurries, e.g. harbour sludge, industrial muds
    • C04B33/1322—Red mud
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/32—Burning methods
    • C04B33/34—Burning methods combined with glazing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明属建筑材料领域，公开了一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用，莫来石增韧陶瓷岩板包括高岭土、赤泥、蓝晶石、氧化铝源、霞石正长岩、石英正长岩和促进剂。通过优选原料并合理复配，因而在烧结过程的不同温度范围内，生成了莫来石晶相和二次莫来石，其中，生成的莫来石晶体呈现针状和柱状结构，柱状莫来石晶体再通过二维成核机制发展，针状莫来石晶体通过螺丝位错机制发展，最终形成了具有独特的莫来石互锁结构。这种莫来石互锁结构具有良好的热稳定性，可大大提升莫来石增韧陶瓷岩板产品的力学性能，对莫来石增韧陶瓷岩板产品结构产生明显的增韧效果，本发明的莫来石增韧陶瓷岩板较普通陶瓷岩板的抗弯强度增加55％以上。

Description

一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，陶瓷岩板产品市场持续升温，日渐火爆，给低迷的建陶市场带来了一抹亮色。从传统规格的瓷砖到陶瓷薄板，再从陶瓷大板到陶瓷岩板，不仅仅是陶瓷装备的突破、行业产品的创新，更是行业边界的拓展和终端消费群体的升级。陶瓷岩板产品具有极大的材料性能优势，成为家居装修领域的新风口。
“低碳、健康、环保”是时下家居装修的主流趋势。体积变薄、变轻的陶瓷岩板，不仅能节省家居空间，减轻负重，且符合节能减排环保理念。目前现有的陶瓷岩板规格已达到3.2×1.6米，厚度为3-20mm，但是现有陶瓷岩板产品依然存在强度不高、韧性差、无法同时满足高强度、高强韧和超薄的实际需求。
发明内容
本发明提出一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为了克服上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种莫来石增韧陶瓷岩板，其原料组分包括高岭土、赤泥、蓝晶石、氧化铝源、霞石正长岩、石英正长岩和促进剂。
作为上述方案的进一步改进，按重量份计，其原料组分包括所述莫来石增韧陶瓷岩板包括高岭土20-30份、赤泥20-30份、蓝晶石2-5份、氧化铝源15-25份、霞石正长岩10-20份、石英正长岩10-20份和促进剂0.2-5份。
作为上述方案的进一步改进，所述高岭土的化学组成包括：SiO2 40-52％、Al2O332-40％、Fe2O3 1-3％、CaO 2-5％、Na2O 0.2-0.7％、K2O 1-3％、烧失量3-5％；所述赤泥的化学组成包括：SiO2 32-40％、Al2O3 20-25％、Fe2O3 4-7％、CaO 15-20％、TiO2 2-5％、Na2O3-8％、K2O 1-3％、烧失量7-9％。具体地，赤泥和高岭土中的低温助熔剂(K2O和Na2O)的含量较高，在烧结过程可将莫来石的晶化温度下降55-62℃，即在约1000℃即可生成莫来石晶相。
作为上述方案的进一步改进，所述蓝晶石的化学组成包括：SiO2 50-60％、Al2O332-39％、Fe2O3 0.6-1.2％、TiO2 1-1.8％、Na2O 0.2％、K2O 0.2％。具体地，蓝晶石和α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3、Al(OH)3在烧结过程中会产生原位反应生成莫来石晶体。
作为上述方案的进一步改进，所述霞石正长岩的化学组成包括：SiO2 54-59％、Al2O3 20-24％、MgO 0.29％、CaO 0.88％、TiO2 0.05-0.16％、Na2O 8-11％、K2O 4-5％、P2O50.05％；所述石英正长岩化学组成为：SiO2 67-70％、Al2O3 13-16％、Fe2O3 2-4％、MgO0.15％、CaO 0.5-2％、Na2O 4-6％、K2O 4-6％、P2O5：0.05％。
具体地，石英正长岩代替传统陶瓷配方中的石英石/石英砂引入SiO2，SiO2在石英正长岩呈现半自形晶粒状结构。在烧结过程中，多种晶形的氧化铝于1180～1220℃溶解在石英正长岩熔融形成的粘性SiO2中，形成二次莫来石。霞石正长岩具有较高的干亮度和白度，平均折射率：1.53，平均莫氏硬度：5.5，本发明优选霞石正长岩代替传统陶瓷配方中的长石作为熔剂类原料，主要是因为霞石正长岩的熔融温度低、熔融间隔大、助熔能力强，在本发明的配方中可以减少原料中助熔剂的用量，降低烧成温度，缩短烧成周期，降低成本，并且还能提高岩板坯体的机械强度和抗热振性，改善岩板产品质量。
作为上述方案的进一步改进，所述促进剂选自AlF3、V2O5或SiF4中的至少一种；所述氧化铝源选自α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3或Al(OH)3中的至少一种。具体地，促进剂的加入可促进烧结，并且在烧结过程中，氧化铝在α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3之间的晶型转变，并产生体积收缩，为莫来石晶相的生长提供足够空间。其中，AlF3、SiF4会在烧结反应中释放出F离子，促进莫来石晶体的反应与生长；V2O5会在烧结反应中降低所生成液相的高温粘度，从而加速莫来石晶体的形成。促进剂可有效促进莫来石晶体的形成，使得陶瓷坯体中的微观结构更均匀，并有效提高最终莫来石增韧陶瓷岩板的抗弯强度。
如本发明任一项所述的莫来石增韧陶瓷岩板的制备方法，包括如下步骤：
S1：取高岭土、赤泥、蓝晶石、霞石正长岩、石英正长岩，经球磨混合，制成泥浆；
S2：向泥浆中加入氧化铝源和促进剂，经球磨混合，配制成陶瓷浆料；
S3：将陶瓷浆料经过喷雾干燥造粒、过筛和陈腐，得到生坯粉料；
S4：将生坯粉料压制成型，得到素坯，干燥；
S5：在素坯表面进行布施底釉、喷墨装饰、布施面釉后，烧制成型，再经冷却、磨边、抛光、打蜡，得所述莫来石增韧陶瓷岩板。
作为上述方案的进一步改进，步骤S1中所述泥浆的固含量为50-60％；步骤S3中所述生坯粉料的含水率为5-12％。
作为上述方案的进一步改进，步骤S4中，所述烧制成型的温度为1180-1230℃，时长80-140min。
进一步，所述烧制成型的过程为：先以15-20℃/min升至约1000℃，保温15-25min；再以8-15℃/min升温至1180～1220℃，保温20-30min。具体地，先以15-20℃/min升至约1000℃，保温15-25min，其中，莫来石晶体在约1000℃时开始成核生长，经保温15-25min后，莫来石晶体达到充分成核；再降低升温速率，以8-15℃/min升温至1180～1220℃，即进入二次莫来石成核生长区，经保温20-30min后形成了二次莫来石；同时，生成的莫来石晶体呈现针状和柱状结构，柱状莫来石晶体再通过二维成核机制发展，针状莫来石晶体通过螺丝位错机制发展，最终形成了具有独特的莫来石互锁结构。
如本发明任一项所述的莫来石增韧陶瓷岩板在建筑领域中的应用。建筑领域包括装修领域等。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用，通过对莫来石增韧陶瓷岩板的原料进行优选并合理复配，因而在烧结过程的不同温度范围内，生成了莫来石晶相和二次莫来石，其中，生成的莫来石晶体呈现针状和柱状结构，柱状莫来石晶体再通过二维成核机制发展，针状莫来石晶体通过螺丝位错机制发展，最终形成了具有独特的莫来石互锁结构。这种莫来石互锁结构具有良好的热稳定性，可大大提升莫来石增韧陶瓷岩板产品的力学性能，对莫来石增韧陶瓷岩板产品结构产生明显的增韧效果。本发明所得的莫来石增韧陶瓷岩板较普通陶瓷岩板产品的抗弯强度增加55％以上，可用于建筑领域中，应用前景广泛。
附图说明
图1为本发明的莫来石增韧陶瓷岩板的制备工艺流程图；
图2为本发明的莫来石增韧陶瓷岩板的烧成曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明所作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时，下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或提取方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或提取方法。
实施例1
一种莫来石增韧陶瓷岩板，按重量份计，其原料组分包括高岭土24份、赤泥23份、蓝晶石4份、氧化铝源16份、霞石正长岩16份、石英正长岩6份和促进剂1份；
其中，高岭土的化学组成包括：SiO2 51％、Al2O3 38％、Fe2O3 1％、CaO 4％、Na2O0.5％、K2O 1.5％、烧失量4％；
赤泥化学的化学组成包括：SiO2 38％、Al2O3 23％、Fe2O3 4％、CaO 17％、TiO23.5％、Na2O 5％、K2O 2％、烧失量7.5％；
蓝晶石的化学组成包括：SiO2 59.4％、Al2O3 38％、Fe2O3 0.6％、TiO2 1.6％、Na2O0.2％、K2O 0.2％；
氧化铝源为40％的α-Al2O3、40％的β-Al2O3、20％的γ-Al2O3的混合；
霞石正长岩的化学组成包括：SiO2 59％、Al2O3 24％、MgO 0.29％、CaO 0.88％、TiO2 0.15％、Na2O 10.91％、K2O 4.72％、P2O5 0.05％；
石英正长岩的化学组成包括：SiO2 70％、Al2O3 15％、Fe2O3 3％、MgO 0.15％、CaO1.8％、Na2O 5％、K2O 5％、P2O5 0.05％；促进剂为AlF3。
一种莫来石增韧陶瓷岩板的制备方法，包括如下步骤
S1、将高岭土、赤泥、蓝晶石、霞石正长岩、石英正长岩这几种矿物原料球磨混合8h配制成固含量为57％的泥浆；
S2、将氧化铝源和促进剂加入到S1泥浆中，球磨混合配制成陶瓷浆料；
S3、将S2陶瓷浆料经过喷雾干燥造粒，得到具有一定流动性的球形颗粒粉料并过筛陈腐，得到含水率为8％的生坯粉料；
S4、将得到的生坯粉料进行压机布料压制成型，得到素坯并干燥；
S5、在干燥后的素坯表面进行布施底釉、喷墨装饰、布施面釉后，烧制成型，再经冷却、磨边、抛光、打蜡，得到莫来石增韧陶瓷岩板；
其中，S4中烧制成型的温度为1200℃，时长95min，具体地，先以20℃/min升至约1000℃，保温15min；再以10℃/min升温至1180℃，保温20min。
所得莫来石增韧陶瓷岩板的厚度为18mm。
实施例2
一种莫来石增韧陶瓷岩板，按重量份计，其原料组分包括高岭土27份、赤泥25份、蓝晶石2份、氧化铝源18份、霞石正长岩12份、石英正长岩14份和促进剂2份；
其中，高岭土的化学组成包括：SiO2 51％、Al2O3 38％、Fe2O3 1％、CaO 4％、Na2O0.5％、K2O 1.5％、烧失量4％；
赤泥化学的化学组成包括：SiO2 38％、Al2O3 23％、Fe2O3 4％、CaO 17％、TiO23.5％、Na2O 5％、K2O 2％、烧失量7.5％；
蓝晶石的化学组成包括：SiO2 59.4％、Al2O3 38％、Fe2O3 0.6％、TiO2 1.6％、Na2O0.2％、K2O 0.2％；
氧化铝源为60％的α-Al2O3和40％的Al(OH)3的混合；
霞石正长岩的化学组成包括：SiO2 59％、Al2O3 24％、MgO 0.29％、CaO 0.88％、TiO2 0.15％、Na2O 10.91％、K2O 4.72％、P2O5 0.05％；
石英正长岩的化学组成包括：SiO2 70％、Al2O3 15％、Fe2O3 3％、MgO 0.15％、CaO1.8％、Na2O 5％、K2O 5％、P2O5 0.05％；
促进剂为50％的V2O5和50％的SiF4的混合。
一种莫来石增韧陶瓷岩板的制备方法，包括如下步骤
S1、将高岭土、赤泥、蓝晶石、霞石正长岩、石英正长岩这几种矿物原料球磨混合8h配制成固含量为55％的泥浆；
S2、将氧化铝源和促进剂加入到S1泥浆中，球磨混合配制成陶瓷浆料；
S3、将S2陶瓷浆料经过喷雾干燥造粒，得到具有一定流动性的球形颗粒粉料并过筛陈腐，得到含水率为7.5％的生坯粉料；
S4、将得到的生坯粉料进行压机布料压制成型，得到素坯并干燥；
S5、在干燥后的素坯表面进行布施底釉、喷墨装饰、布施面釉后，烧制成型，再经冷却、磨边、抛光、打蜡，得到莫来石增韧陶瓷岩板；
其中，S4中烧制成型的温度为1190℃，时长115min，具体地，先以15℃/min升至约1000℃，保温20min；再以9℃/min升温至1180℃，保温20min。
所得莫来石增韧陶瓷岩板的厚度为10mm。
实施例3
对实施例3与实施例1的区别在于，实施例3中的促进剂为30％的AlF3和70％的V2O5的混合，其它制备过程等与实施例1相同，得到厚度为6mm的莫来石增韧陶瓷岩板。
实施例4
对实施例4与实施例2的区别在于，实施例4中的氧化铝源为30％的α-Al2O3、30％的β-Al2O3、40％的γ-Al2O3的混合，其它制备过程等与实施例1相同，得到厚度为3mm的莫来石增韧陶瓷岩板。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1中用铝矾土代替实施例1中的氧化铝源，其它制备过程等与实施例1相同，得到陶瓷岩板成品。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于，对比例2中用钾钠长石和石英砂代替实施例2中的霞石正长岩、石英正长岩，其它制备过程等与实施例1相同，得到陶瓷岩板成品。
对比例3
对比例3与实施例3的区别在于，对比例3中未添加促进剂，其它制备过程等与实施例1相同，得到陶瓷岩板成品。
对比例4
对比例3与实施例4的区别在于，对比例3中未添加蓝晶石，其它制备过程等与实施例1相同，得到陶瓷岩板成品。
产品性能测试
将实施例1～4和对比例1～4分别制得的陶瓷岩板成品进行断裂模数和吸水率等性能测试，所得测试结果如下表1所示。
其中，断裂模数：按照GB/T3810.4-2015陶瓷砖试验方法中的断裂模数测定方法，采用上海乐傲试验仪器有限公司生产的DM-10000陶瓷砖断裂模数测定仪检测。吸水率：按照GB/T3810.3-2015陶瓷砖试验方法中的吸水率测定方法，采用天津优工试验设备有限公司生产的TZY-3数显式吸水率测定仪检测。
表1性能测试结果
Figure BDA0003109402770000061
Figure BDA0003109402770000071
从表1可以看出，实施例1～4所制得的莫来石增韧陶瓷岩板的断裂模均明显高于对比例1～4，其中，实施例1的莫来石增韧陶瓷岩板较对比例1增加了57.9％；实施例2的莫来石增韧陶瓷岩板较对比例2增加了61.1％；实施例3的莫来石增韧陶瓷岩板较对比例3增加了60％；实施例4的莫来石增韧陶瓷岩板较对比例4增加了56.7％，
这主要是因为对比例1中用铝矾土代替实施例1中的氧化铝源，对比例2中用钾钠长石和石英砂代替实施例2中的霞石正长岩、石英正长岩，对比例3中未添加促进剂，对比例4中未添加蓝晶石，所以对比例1-4分别所得的莫来石增韧陶瓷岩板均未产生本发明的莫来石互锁结构，因此抗弯折能力远不及本发明。
而实施例1-4通过对莫来石增韧陶瓷岩板的原料进行优选并合理复配，因而在烧结过程的不同温度范围内，生成了莫来石晶相和二次莫来石，其中，生成的莫来石晶体呈现针状和柱状结构，柱状莫来石晶体再通过二维成核机制发展，针状莫来石晶体通过螺丝位错机制发展，最终形成了具有独特的莫来石互锁结构。这种莫来石互锁结构具有良好的热稳定性，可大大提升莫来石增韧陶瓷岩板产品的力学性能，对莫来石增韧陶瓷岩板产品结构产生明显的增韧效果，因而本发明所得的莫来石增韧陶瓷岩板较对比例莫来石增韧陶瓷岩板产品的抗弯强度增加55％以上。
图1为本发明的莫来石增韧陶瓷岩板的制备工艺流程图。
图2为本发明的莫来石增韧陶瓷岩板的烧成曲线。如图2所示，(～1000℃即为约1000℃)烧制成型的过程为：先以15-20℃/min升至约1000℃，保温15-25min，其中，莫来石晶体在约1000℃时开始成核生长，经保温15-25min后，莫来石晶体达到充分成核；再降低升温速率，以8-15℃/min升温至1180～1220℃，即进入二次莫来石成核生长区，经保温20-30min后形成了二次莫来石；同时，生成的莫来石晶体呈现针状和柱状结构，柱状莫来石晶体再通过二维成核机制发展，针状莫来石晶体通过螺丝位错机制发展，最终形成了具有独特的莫来石互锁结构
对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种莫来石增韧陶瓷岩板，其特征在于，其原料组分包括高岭土、赤泥、蓝晶石、氧化铝源、霞石正长岩、石英正长岩和促进剂。
2.根据权利要求1所述的莫来石增韧陶瓷岩板，其特征在于，按重量份计，其原料组分包括高岭土20-30份、赤泥20-30份、蓝晶石2-5份、氧化铝源15-25份、霞石正长岩10-20份、石英正长岩10-20份和促进剂0.2-5份。
3.根据权利要求1或2所述的莫来石增韧陶瓷岩板，其特征在于，按重量百分数计，所述高岭土的化学组成包括：SiO2 40-52％、Al2O3 32-40％、Fe2O3 1-3％、CaO 2-5％、Na2O 0.2-0.7％、K2O 1-3％、烧失量3-5％；所述赤泥的化学组成包括：SiO2 32-40％、Al2O3 20-25％、Fe2O3 4-7％、CaO 15-20％、TiO2 2-5％、Na2O 3-8％、K2O 1-3％、烧失量7-9％。
4.根据权利要求1或2所述的莫来石增韧陶瓷岩板，其特征在于，按重量百分数计，所述蓝晶石的化学组成包括：SiO2 50-60％、Al2O3 32-39％、Fe2O3 0.6-1.2％、TiO2 1-1.8％、Na2O 0.2％、K2O 0.2％。
5.根据权利要求1或2所述的莫来石增韧陶瓷岩板，其特征在于，按重量百分数计，所述霞石正长岩的化学组成包括：SiO2 54-59％、Al2O3 20-24％、MgO 0.29％、CaO 0.88％、TiO20.05-0.16％、Na2O 8-11％、K2O 4-5％、P2O5 0.05％；所述石英正长岩化学组成为：SiO267-70％、Al2O3 13-16％、Fe2O3 2-4％、MgO 0.15％、CaO 0.5-2％、Na2O 4-6％、K2O 4-6％、P2O5:0.05％。
6.根据权利要求1或2所述的莫来石增韧陶瓷岩板，其特征在于，按重量百分数计，所述促进剂选自AlF3、V2O5或SiF4中的至少一种；所述氧化铝源选自α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3或Al(OH)3中的至少一种。
7.如权利要求1至6任一项所述的莫来石增韧陶瓷岩板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：取高岭土、赤泥、蓝晶石、霞石正长岩、石英正长岩，经球磨混合，制成泥浆；
S2：向泥浆中加入氧化铝源和促进剂，经球磨混合，配制成陶瓷浆料；
S3：将陶瓷浆料经过喷雾干燥造粒、过筛和陈腐，得到生坯粉料；
S4：将生坯粉料压制成型，得到素坯，干燥；
S5：将素坯烧制成型，再经冷却、磨边、抛光、打蜡，得所述莫来石增韧陶瓷岩板。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述泥浆的固含量为50-60％；步骤S3中所述生坯粉料的含水率为5-12％。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述烧制成型的温度为1180-1230℃，时长80-140min；优选地，所述烧制成型的过程为：先以15-20℃/min升至约1000℃，保温15-25min；再以8-15℃/min升温至1180～1220℃，保温20-30min。
10.如权利要求1至6任一项所述的莫来石增韧陶瓷岩板在建筑领域中的应用。
CN202110646813.8A 2021-06-10 2021-06-10 一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用 Active CN113354387B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110646813.8A CN113354387B (zh) 2021-06-10 2021-06-10 一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110646813.8A CN113354387B (zh) 2021-06-10 2021-06-10 一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113354387A true CN113354387A (zh) 2021-09-07
CN113354387B CN113354387B (zh) 2022-06-21

Family

ID=77533592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110646813.8A Active CN113354387B (zh) 2021-06-10 2021-06-10 一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113354387B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115028432A (zh) * 2022-06-08 2022-09-09 中国地质大学（北京） 一种尾矿复合岩板及其制备方法
CN115521135A (zh) * 2022-09-19 2022-12-27 杭州诺贝尔陶瓷有限公司 一种轻量化建筑陶瓷砖的制备方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘一军等: "高强度莫来石陶瓷微晶薄板的研究", 《人工晶体学报》 *
康茹茹等: "焙烧温度对煤矸石基莫来石相陶粒性能的影响", 《天津建设科技》 *
朱永平 主编: "《陶瓷砖生产技术》", 28 February 2009, 天津大学出版社 *
李博文等: "矿物微粉制备的硅酸铝质高强陶瓷", 《地学前缘》 *
江宏等: "一次烧成大规格超薄瓷质砖的配方研制", 《陶瓷学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115028432A (zh) * 2022-06-08 2022-09-09 中国地质大学（北京） 一种尾矿复合岩板及其制备方法
CN115521135A (zh) * 2022-09-19 2022-12-27 杭州诺贝尔陶瓷有限公司 一种轻量化建筑陶瓷砖的制备方法
CN115521135B (zh) * 2022-09-19 2023-08-25 杭州诺贝尔陶瓷有限公司 一种轻量化建筑陶瓷砖的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113354387B (zh) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100358839C (zh) 高晶体结构堇青石-莫来石质窑具、窑炉耐火制品及焙烧工艺
CN113354387B (zh) 一种莫来石增韧陶瓷岩板及其制备方法和应用
WO2023060651A1 (zh) 玉质鱼肚白效果的陶瓷板、坯料、制备方法及用途
CN111704441B (zh) 一种高强度薄型陶瓷板用坯体、高强度薄型陶瓷板及其制备方法
EP4317104A1 (en) Ceramic slab having colored jade effect and preparation method therefor
CN102875155B (zh) 一种超低温快烧玻化陶瓷砖的制备方法
CN110028303B (zh) 一种利用普通日用陶瓷坯料制备的强化瓷及其制备方法
CN113248240B (zh) 一种快烧陶瓷砖的制备方法及其产品
CN113321487B (zh) 一种无锂耐热日用陶瓷及其制备方法
CN112500125B (zh) 一种表面超平的陶瓷岩板及其制备方法和应用
CN108264332A (zh) 一种耐高温的日用釉里红瓷制品及其制造工艺
CN113024230A (zh) 高强高韧性高透光超薄瓷质砖及其制备方法
CN102503142B (zh) 一种一次烧成抛晶砖用干粒及其应用
CN113087504A (zh) 一种高导热致密硅砖及其制备方法
CN108706961A (zh) 一种实验台环保型陶瓷面板及其制备方法
CN111548138B (zh) 低温快烧釉面砖的烧成方法及低温快烧釉面砖
CN113213887A (zh) 一种高抗热震性陶瓷器皿及其制备方法
CN1050347C (zh) 高韧性强化瓷及生产方法
CN1314619C (zh) 一种超白抛光砖及其制作工艺
CN111533547B (zh) 一种低铝高硅高强度不变形釉面砖及其制备方法
CN102432305B (zh) 一种复合锆刚玉耐火球及其制备方法
CN114920541B (zh) 一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料及其制备方法和高耐磨陶瓷砖
CN113716869B (zh) 一种用于陶瓷大板的超平釉及纯色陶瓷大板的制备工艺
CN104072160B (zh) 超低气孔莫来石砖
CN109437869B (zh) 一种渗透陶瓷粉料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant