CN115196956A - 一种磁性瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性瓷砖及其制备方法,包括以下步骤:A、按配比将磁性材料、碳酸盐材料和氯盐材料进行混合和球磨,制得磁性层粉末;B、制备坯粉;C、将坯粉布施在所述磁性层粉末的顶部,并压制形成砖坯,所述砖坯包括磁性层和坯体;D、将步骤C的砖坯入窑炉烧结,形成磁性瓷砖。本发明可以制备一种磁性层不会开裂、脱落的磁性瓷砖,可以解决了现有的磁性瓷砖在烧结后因磁性层和坯体的收缩率不匹配,轻则容易出现明显裂纹,重则磁性层出现脱落,从而严重增加了瑕疵品的数量和生产成本的问题。

Description

一种磁性瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及磁性瓷砖技术领域,尤其涉及一种磁性瓷砖及其制备方法。
背景技术
瓷砖在建筑装饰装修领域广泛使用,尤其是室内装修,瓷砖已成为墙地面装饰主材。传统瓷砖铺贴施工方法通常用水泥砂浆将瓷砖粘贴在墙地表面上,凝固安装后难以拆换,一成不变的瓷砖装饰效果已不能满足人们不断求新求变的审美装饰需要;若要拆换传统方法铺贴的瓷砖,费时费力,拆下的瓷砖很难重复循环使用,且瓷砖废渣污染环境。另外,在瓷砖展厅等一些特殊的瓷砖应用场所,瓷砖的更换频率十分频繁,若利用传统的水泥砂浆将瓷砖铺贴在展厅内,展示成本极高,铺贴费时费力,且展示完毕后的瓷砖无法在室内装修中正常使用,造成生产浪费。
为了解决传统瓷砖铺贴施工方法在瓷砖安装与拆除过程中,存在施工效率低、人工成本高、环境污染大的技术问题,一些建筑装饰装修领域的技术人员开始研发一种具有磁性层的磁性瓷砖,通过磁力对大量的磁性瓷砖进行铺贴。
技术人员在研发过程中发现,瓷砖与磁性层复合烧结后,因磁性层的收缩率小于坯体的收缩率,使得磁性层与坯料的收缩率严重不匹配,成品磁性瓷砖轻则容易出现明显裂纹问题,重则出现磁性层脱落的问题,从而严重增加了瑕疵品的数量和生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提出一种磁性瓷砖及其制备方法,可以制备一种磁性层不会开裂、脱落的磁性瓷砖,可以解决了现有的磁性瓷砖在烧结后因磁性层和坯体的收缩率不匹配,轻则容易出现明显裂纹,重则磁性层出现脱落,从而严重增加了瑕疵品的数量和生产成本的问题。
本方案还提出一种使用上述磁性瓷砖的制备方法制备而成的磁性瓷砖,该磁性瓷砖具有较好的磁性性能,且该磁性瓷砖在烧结后不会出现裂纹,确保了磁性层和坯体之间的结合力牢固,有效减少磁性层脱落,有利于解决现有的磁性瓷砖在烧结后因磁性层和坯体的收缩率不匹配,轻则容易出现明显裂纹,重则磁性层出现脱落,从而严重增加了瑕疵品的数量和生产成本的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种磁性瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
A、按配比将磁性材料、碳酸盐材料和氯盐材料进行混合和球磨,制得磁性层粉末;
B、制备坯粉;
C、将坯粉布施在所述磁性层粉末的顶部,并压制形成砖坯,所述砖坯包括磁性层和坯体;
D、将步骤C的砖坯入窑炉烧结,形成磁性瓷砖。
进一步的,所述窑炉的烧结温度为800-1200℃。
进一步的,步骤D中,所述烧结方法为:常温加热,以35-45℃/min的升温速率升温至800℃;然后以10-20℃/min的升温速率升温至1000℃;然后以20-30℃/min的升温速率升温至1130℃,然后以10-20℃/min的升温速率升温至1200℃,接着保温10-20min。
进一步的,按照质量份数,所述磁性层粉末包括以下组分:磁性材料86.5-95.5份、碳酸盐材料5.5-11份和氯盐材料3-5份。
进一步的,按照质量份数,所述碳酸盐材料包括混合矿物4-8份和碳酸钡1.5-3份,所述混合矿物包括方解石和白云石。
进一步的,所述氯盐材料为氯化钠。
进一步的,按照质量百分比,所述磁性材料的成分组成为二氧化硅0.3-0.42%、二氧化铝0.08-0.14%、三氧化二铁81.92-85.92%、氧化钙1.5-1.88%、氧化镁0.11-0.31%、氧化锶、1.5-2.5%、氧化钡7.21-8.21%和灼减量3.5-4.5%。
进一步的,磁性层粉末的细度为325目筛残留0.5-0.7%;
所述坯粉的细度为325目筛残留0.9-1.2%。
进一步的,步骤B中,所述砖坯的厚度为1.5-2.5mm。
一种磁性瓷砖,使用磁性瓷砖的制备方法制备而成,包括磁性层和坯体。
与现有技术相比,本发明的实施例具有以下有益效果:
1、该磁性瓷砖具有较好的磁性性能,且该磁性瓷砖在烧结后不会出现裂纹,确保了磁性层和坯体之间的结合力牢固,有效减少磁性层脱落,有利于解决现有的磁性瓷砖在烧结后因磁性层和坯体的收缩率不匹配,轻则容易出现明显裂纹问题,重则磁性层出现脱落的问题,从而严重增加了瑕疵品的数量和生产成本。
附图说明
图1是本发明制备的成品磁性瓷砖;
图2是现有技术制备的磁性瓷砖。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种磁性瓷砖及其制备方法。
一种磁性瓷砖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、按配比将磁性材料、碳酸盐材料和氯盐材料进行混合和球磨,制得磁性层粉末;
B、制备坯粉;
C、将坯粉布施在所述磁性层粉末的顶部,并压制形成砖坯,所述砖坯包括磁性层和坯体;
D、将步骤C的砖坯入窑炉烧结,形成磁性瓷砖。
常见的磁性材料需要通过预烧和煅烧来提高磁性性能,其中煅烧可以使得磁性材料之间发生固相反应,材料氧化变成铁氧体或晶粒长大。此时将处理后的磁性材料与坯粉一起烧结,可以减少固相件的间隙,减少成品上的气泡,增大晶体间的离子交换,促进晶粒长大从而提高磁性性能。该方法步骤较多,较为复杂,磁性材料在煅烧后收缩率大大增加,使得磁性材料与坯体之间的收缩率相差较大,从而进一步导致成品磁性瓷砖出现裂纹的情况。
本方案公开了一种磁性瓷砖的制备方案,通过磁性材料、碳酸盐材料和氯盐材料混合研磨形成磁性层粉末。酸盐材料和氯盐材料起到助溶剂的作用。在烧成过程中,磁性材料因碳酸盐材料的加入,使得磁性层出现液相,以填充磁性材料颗粒间的缝隙,有助于传质、传热及磁性材料烧结,从而磁性层增大密度和缩小体积,进而增大磁性层的收缩率。
如此,碳酸盐材料和氯盐材料的加入解决了传统磁性材料需要通过预烧及煅烧的工艺来提升磁性性能,现通过引入碳酸盐材料和氯盐材料利于烧结减少固相间缝隙,可以更好的达到这一目的。该磁性层粉末不需要预烧和煅烧即可获得较好的磁性性能。而且,在砖坯的烧结过程中,磁性层粉末的收缩率和坯粉的收缩率相匹配,可以有效减少成品磁性瓷砖出现裂纹的情况,解决了现有的磁性瓷砖在烧结后因磁性层和坯体的收缩率不匹配,轻则容易出现明显裂纹问题,重则磁性层出现脱落的问题,从而严重增加了瑕疵品的数量和生产成本。
需要说明的是,本方案中的坯粉采用本领域常用的瓷砖的坯粉配方。
进一步的,所述窑炉的烧结温度为800-1200℃。
在本技术方案的一个优选实施例中,窑炉的烧结温度为800-1200℃,有利于砖坯在烧制过程中,促进磁性层和坯体之间收缩率相匹配,减少磁性瓷砖成品出现裂纹,避免磁性层出现脱落的情况。
进一步的,步骤D中,所述烧结方法为:常温加热,以35-45℃/min的升温速率升温至800℃;然后以10-20℃/min的升温速率升温至1000℃;然后以20-30℃/min的升温速率升温至1130℃,然后以10-20℃/min的升温速率升温至1200℃,接着保温10-20min。
采用35-45℃/min的升温速率可以使得窑炉快速升温到800℃,缩短本方案磁性瓷砖的烧结时间。工组人员放慢800~1000℃这段温度区域的升温速度,让磁性层粉末的氯盐材料在800-1000℃的温度区域充分分解,通过降低磁性层的体积来达到增大磁性层的收缩率的目的,使得磁性层的收缩率与坯体的收缩率相匹配。
然后,加快1000~1130这段温度区的升温速度,坯体会在这个温度区域出现大量的液相,加快升温速率有效可以减少该液相的大量出现,从而使得坯体在此温度区收缩率减小,降低坯体与磁性层的收缩率的差距。
接着,放慢1130~1200这段温度区的升温速度及延长1200℃的保温时间,在1130~1200℃和1200℃保温温度区域,磁性层出现液相,使得磁性层的体积缩小,增大磁性层的收缩率,进一步降低坯体与磁性层之间的收缩率差,减少成品磁性瓷砖开裂的情况出现。
进一步的,按照质量份数,所述磁性层粉末包括以下组分:磁性材料86.5-95.5份、碳酸盐材料5.5-11份和氯盐材料3-5份。
在本方案中,碳酸盐材料和氯盐材料起到助溶剂的作用。在烧成过程中,磁性材料因碳酸盐材料的加入,使得磁性层出现液相,以填充磁性材料颗粒间的缝隙,有助于传质、传热及磁性材料烧结,从而磁性层增大密度和缩小体积,进而增大磁性层的收缩率。
碳酸盐材料和氯盐材料的加入解决了传统磁性材料需要通过预烧及煅烧的工艺来提升磁性性能,现通过引入助熔剂利于烧结减少固相间缝隙,可以更好的达到这一目的。
值得说明的是,本方案采用少量的碳酸材料和氯盐材料,即可达到较好的技术效果。
进一步的,按照质量份数,所述碳酸盐材料包括混合矿物4-8份和碳酸钡1.5-3份,所述混合矿物包括方解石和白云石。
方解石的主要成分是CaCO3,窑炉内的温度加热至850℃时,方解石开始分解,分解成CO2和CaO;白云石是CaCO3和MgCO3的复合盐,窑炉的温度加热至900~1000℃时,白云石开始分解,分解成CO2、MgO和CaO。方解石和白云石在分解后均会放出CO2气体,使得磁性层粉末的体积减小且收缩率增大。而且,分解后方解石和白云石均能起到熔剂作用,使得磁性材料颗粒间结合牢固,增大密度,减少体积,增大收缩率。
碳酸钡的分解温度在1400℃左右,但在有MgO、CaO及液相生成的情况下达到这一分解温度的时间会大大提前,并且与MgO和CaO产生低共熔点也会导致达到这一分解温度的时候碳酸钡在分解后同样起助熔剂作用,使得磁性材料颗粒间结合牢固,增大密度,减少体积,增大收缩率。
进一步的,所述氯盐材料为氯化钠。
氯化钠的熔点在801℃,刚好在800~1000℃的温度区间融化填充在磁性材料的缝隙中,从而增大磁性材料的收缩率。
进一步的,按照质量百分比,所述磁性材料的成分组成为二氧化硅0.3-0.42%、二氧化铝0.08-0.14%、三氧化二铁81.92-85.92%、氧化钙1.5-1.88%、氧化镁0.11-0.31%、氧化锶、1.5-2.5%、氧化钡7.21-8.21%和灼减量3.5-4.5%。
因磁性材料的主要成分是三氧化二铁,在800-1000℃融化的氯化钠可以填充在磁性材料的缝隙中,然后与三氧化二铁充分接触在高温时并与之生成氯化铁,氯化铁的沸点为316℃,在生成后直接挥发,可以减小磁性材料的体积,增大磁性材料的收缩率。
进一步的,磁性层粉末的细度为325目筛残留0.5-0.7%;所述坯粉的细度为352目筛残留0.9-1.2%。本方案对磁性层粉末和坯粉的细度进行限制,便于坯体的成型。
进一步的,所述砖坯的厚度为1.5-2.5mm。在本技术方案的一个优选实施例中,将砖坯的厚度限定为1.5-2.5mm,有利于磁性层粉末具有足够的磁性。由于砖坯过厚的话,增加磁性瓷砖的生产成本。
一种磁性瓷砖,使用所述的磁性瓷砖的制备方法制备而成,包括磁性层和坯体。本方案还提出一种使用上述磁性瓷砖的制备方法制备而成的磁性瓷砖,该磁性瓷砖具有较好的磁性性能,且该磁性瓷砖在烧结后不会出现裂纹,确保了磁性层和坯体之间的结合力牢固,有效减少磁性层脱落,有利于解决现有的磁性瓷砖在烧结后因磁性层和坯体的收缩率不匹配,轻则容易出现明显裂纹问题,重则磁性层出现脱落的问题,从而严重增加了瑕疵品的数量和生产成本。
下面结合实施例和对比例进一步阐述本发明。
实施例1-4
参照下表1所列的各原料对应备料,并按照表1所列的工艺参数和以下步骤制备实施例1-4的磁性瓷砖。
步骤A、磁性材料86.5-95.5份、混合矿物4-8份、碳酸钡1.5-3份和氯化钠3-5份进行混合和球磨,制得磁性层粉末;
B、制备坯粉;
C、将坯粉布施在所述磁性层粉末的顶部,并压制形成厚度为1.5-2.5mm砖坯;
D、将步骤C的砖坯入窑炉烧结,形成磁性瓷砖。
其中,坯粉采用本领域常用的坯粉配方;磁性层粉末的细度325目筛残留0.5-0.7%;坯粉的细度为325目筛残留0.9-1.2%;混合矿物包括方解石和白云石;
磁性材料的成分组成为二氧化硅0.3-0.42%、二氧化铝0.08-0.14%、三氧化二铁81.92-85.92%、氧化钙1.5-1.88%、氧化镁0.11-0.31%、氧化锶:、1.5-2.5%、氧化钡7.21-8.21%和灼减量3.5-4.5%。
步骤C中,步骤D中,所述烧结方法为:常温加热,以35-45℃/min的升温速率升温至800℃;然后以10-20℃/min的升温速率升温至1000℃;然后以20-30℃/min的升温速率升温至1130℃,然后以10-20℃/min的升温速率升温至1200℃,接着保温10-20min。
表1
Figure BDA0003787704340000081
Figure BDA0003787704340000091
对比例1-4
参照下表2所列的各原料对应备料,并按照表2所列的工艺参数和以下步骤制备对比例1-4的磁性瓷砖。
步骤A、磁性材料、混合矿物、碳酸钡和氯化钠进行混合和球磨,制得磁性层粉末;
B、制备坯粉;
C、将坯粉布施在所述磁性层粉末的顶部,并压制形成厚度为1.5-2.5mm砖坯;
D、将步骤B的砖坯入窑炉烧结,形成磁性瓷砖。
其中,坯粉采用本领域常用的坯粉配方;磁性层粉末的细度325目筛残留0.5-0.7%;坯粉的细度为325目筛残留0.9-1.2%;混合矿物包括方解石和白云石;
磁性材料的成分组成为二氧化硅0.3-0.42%、二氧化铝0.08-0.14%、三氧化二铁81.92-85.92%、氧化钙1.5-1.88%、氧化镁0.11-0.31%、氧化锶:、1.5-2.5%、氧化钡7.21-8.21%和灼减量3.5-4.5%。
表2
Figure BDA0003787704340000101
对实施例1-4的坯体和磁性材料在800℃、1000℃和1200℃时的收缩率,并将检测结构记录在表3中。
对对比例1-4的坯体和磁性材料在800℃、1000℃和1200℃时的收缩率,并将检测结构记录在表4中。
表3
Figure BDA0003787704340000111
表4
Figure BDA0003787704340000112
Figure BDA0003787704340000121
根据以上各实施例和对比例的有关数据分析说明如下:
实施例1-4烧制后的磁性瓷砖的坯体和磁性层之间的收缩率差较小,收缩率差小于4%,且外观无裂纹,具有较好的磁性性能,如图1。
对比例1与实施例4的不同之处在于:对比例1中碳酸盐材料的含量为0份。由于碳酸盐材料能够起到助溶剂的作用,那么本对比例1中缺乏该碳酸盐材料,仅有少量的氯盐在磁性材料内起到助溶剂的效果,使得对比例1制得的磁性瓷砖中磁性层的收缩率较小,磁性层与坯体之间的收缩率差较大,从而成品磁性瓷砖底部的磁性层有较多的裂缝,且磁性层易脱落,容易与坯体相分离,如图2。
对比例2与实施例4的不同之处在于:对比例2中氯盐材料的含量为0份。由于融化后的氯化钠填充在磁性材料的缝隙中,并与三氧化二铁充分接触在高温时并与之生成氯化铁,起到减少磁性层体积,增大磁性层收缩率的作用。那么本对比例2中缺乏该氯化钠,使得对比例2制得的磁性瓷砖中磁性层的收缩率较小,磁性层与坯体之间的收缩率差较大,从而成品磁性瓷砖底部的磁性层有较多的裂缝,且磁性层易脱落,容易与坯体相分离。
对比例3与实施例4的不同之处在于:对比例3中采用42℃/min的升温速率从常温升温至1200℃。由于窑炉温度位于800-1000℃时,氯化钠开始充分融化,此时升温速率较大,使得氯化钠难以在磁性材料的间隙中,与三氧化二铁充分接触并在高温时与之生成氯化铁,则难以达到起到减少磁性层体积,增大磁性层收缩率的效果。窑炉温度位于801-1200℃时,坯体和磁性层均出现大量的液相,使得坯体和磁性层体积减少,使得两者之间收缩率相差较大。
那么本对比例3中缺乏对升温速率的限制,使得对比例3制得的磁性瓷砖中磁性层的收缩率较小,磁性层与坯体之间的收缩率差较大,从而成品磁性瓷砖底部的磁性层有较多的裂缝,且磁性层易脱落,容易与坯体相分离。
对比例4与实施例4的不同之处在于:对比例4中采用12℃/min的升温速率从1001℃升温至1130℃。
窑炉温度位于1001-1130℃时,坯体会在这个温度区域出现大量的液相,本方案采用加快升温速率的方法可以减少该液相的大量出现,从而使得坯体在此温度区收缩率减小,降低坯体与磁性层的收缩率的差距。
那么本对比例4中缺乏对升温速率的限制,使得对比例4制得的磁性瓷砖中磁性层与坯体之间的收缩率差较大,从而成品磁性瓷砖底部的磁性层有较多的裂缝,且磁性层易脱落,容易与坯体相分离。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁性瓷砖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、按配比将磁性材料、碳酸盐材料和氯盐材料进行混合和球磨,制得磁性层粉末;
B、制备坯粉;
C、将坯粉布施在所述磁性层粉末的顶部,并压制形成砖坯,所述砖坯包括磁性层和坯体;
D、将步骤C的砖坯入窑炉烧结,形成磁性瓷砖。
2.根据权利要求1所述的一种磁性瓷砖的制备方法,其特征在于,所述窑炉的烧结温度为800-1200℃。
3.根据权利要求1所述的一种磁性瓷砖的制备方法,其特征在于,步骤D中,所述烧结方法为:常温加热,以35-45℃/min的升温速率升温至800℃;然后以10-20℃/min的升温速率升温至1000℃;然后以20-30℃/min的升温速率升温至1130℃,然后以10-20℃/min的升温速率升温至1200℃,接着保温10-20min。
4.根据权利要求1所述的一种磁性瓷砖的制备方法,其特征在于,按照质量份数,所述磁性层粉末包括以下组分:磁性材料86.5-95.5份、碳酸盐材料5.5-11份和氯盐材料3-5份。
5.根据权利要求4所述的,其特征在于,按照质量份数,所述碳酸盐材料包括混合矿物4-8份和碳酸钡1.5-3份,所述混合矿物包括方解石和白云石。
6.根据权利要求4所述的一种磁性瓷砖的制备方法,其特征在于,所述氯盐材料为氯化钠。
7.根据权利要求4所述的一种磁性瓷砖的制备方法,其特征在于,按照质量百分比,所述磁性材料的成分组成为二氧化硅0.3-0.42%、二氧化铝0.08-0.14%、三氧化二铁81.92-85.92%、氧化钙1.5-1.88%、氧化镁0.11-0.31%、氧化锶、1.5-2.5%、氧化钡7.21-8.21%和灼减量3.5-4.5%。
8.根据权利要求1所述的一种磁性瓷砖的制备方法,其特征在于,磁性层粉末的细度为325目筛残留0.5-0.7%;
所述坯粉的细度为325目筛残留0.9-1.2%。
9.根据权利要求1所述的一种磁性瓷砖的制备方法,其特征在于,步骤B中,所述砖坯的厚度为1.5-2.5mm。
10.一种磁性瓷砖,其特征在于,使用权利要求1-9任意一项所述的磁性瓷砖的制备方法制备而成,包括磁性层和坯体。
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