一種骨質瓷及其制備方法技術

本發明專利技術一種骨質瓷及其制備方法，涉及以成分為特征的陶瓷成型制品，該骨質瓷是海泡石礦物納米纖維強韌化骨質瓷，其組成組分按重量百分比是：骨粉３０～４０％、萊陽土９～１５％、鈉長石１５～２０％、大同土５～８％、方子土５～１０％、龍巖土１５～２０％和海泡石礦物納米纖維２～８％。海泡石經氣流磨處理，得到海泡石礦物納米纖維，按上述重量百分比配比成為坯料原料，經加水球磨、過篩、除鐵、陳腐由此制得坯料，將該坯料進行坯體成型、干燥和修坯，制得坯體，再經瓷化制得海泡石礦物納米纖維強韌化骨質瓷。該骨質瓷不僅具有高強韌性，而且生產成本低，制備工藝簡單。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術的技術方案涉及以成分為特征的陶瓷成型制品，具體地說是一種骨質瓷及其制備方法。
技術介紹
骨質瓷因其造型獨特、簡潔明快且質地潔白而細膩，長期以來一直是各國貴族 用瓷，是目前世界上公認的高檔瓷種。它是一種以煅燒處理的骨粉為主，同時加入部分 粘土、長石和石英等礦物原料，采用高溫素燒，低溫釉燒二次燒成工藝燒制的軟質瓷。 CN200810218702. 1公開了一種骨質瓷及其生產工藝；CN200810147461. 6披露了一種無鉛 骨質瓷及其制備方法，該骨質瓷是由牛骨碳、豬骨碳、大同砂石、石英、長石、高嶺土、熟高嶺 土和膨潤土組成；CN 98116594. X報道了一種新骨質瓷及其生產方法，它是在長石質瓷配 方的基礎上加入2% 10%的骨灰。 現有技術制備的骨質瓷均具有陶瓷的普遍共同缺陷，即脆性大、抗彎曲強度和斷 裂韌性都比較低，嚴重影響了其應用的范圍，例如不宜在高檔賓館飯店使用。為此，骨質瓷 強韌化便成了近年來骨質瓷研究的核心問題。 纖維強韌化是目前陶瓷強韌化方法中效果最為顯著的一種方法，它不僅能提高陶 瓷的韌性，而且能提高陶瓷的強度。現有用于纖維增強陶瓷基復合材料的纖維有氧化鋁系 列纖維、碳化硅系列纖維、氮化硅系列纖維及碳纖維。但是，這些纖維用于陶瓷強韌化存在 著生產成本高和工藝復雜的缺點。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供，它是用海泡石礦 物納米纖維強韌化的骨質瓷及其制備工藝，該骨質瓷不僅具有高強韌性，而且生產成本低， 制備工藝簡單。 本專利技術解決該技術問題所采用的技術方案是一種骨質瓷，是海泡石礦物納米纖 維強韌化骨質瓷，其組成組分按重量百分比是骨粉30 40%、萊陽土 9 15%、鈉長石 15 20%、大同土5 8%、方子土 5 10 % 、龍巖土 15 20 %和海泡石礦物納米纖維2 8%，其中骨粉、萊陽土、鈉長石、大同土、方子土和龍巖土是組成公知的礦物原料，海泡石礦 物納米纖維是由公知的纖維狀富鎂硅酸鹽原礦經過選礦，水洗清洗，自然干燥，齒式破碎機 粉碎成10 20mm顆粒，然后經氣流磨處理而制得，其平均粒徑為7 y m。 —種骨質瓷的制備方法，其步驟是 第一步，海泡石預處理 將海泡石原礦經過選礦，水洗清洗，自然干燥，齒式破碎機粉碎成10 20mm顆粒， 然后經氣流磨處理，得到海泡石礦物納米纖維，其平均粒徑為7 ii m ; 第二步，坯料和坯體的制作 按重量百分比骨粉30 40%、萊陽土 9 15%、鈉長石15 20%、大同土 5 8%、方子土 5 10%和龍巖土 15 20%配比成為坯料原料，將該坯料原料投入球磨機加 水球磨，在該配比的坯料原料球磨到粒度為60 80 P m后添加入由第一步海泡石預處理得 到的海泡石礦物納米纖維重量百分比2 8% ，之后繼續球磨混料2 3小時，然后過篩、除 鐵、陳腐由此制得坯料，將該坯料進行坯體成型、干燥和修坯，制得坯體； 第三步，坯體瓷化制得海泡石礦物納米纖維強韌化骨質瓷 將第二步制得的坯體放入窯爐內燒結瓷化，窯爐燒結溫度為1260 128(TC，煅燒時間為9 10個小時，煅燒氣氛為氧化氣氛，使用窯爐為液化氣梭式窯，冷卻方式為自然冷卻，經過如此的煅燒和冷卻最終制得海泡石礦物納米纖維強韌化骨質瓷。 上述一種骨質瓷的制備方法，在其第二步的加水球磨工藝中，優選重量比為坯料磨球水=i : 2 : i ;過篩為三次過篩，所用篩網眼大小分別為120目、iso目、200目；除鐵磁場強度為1. 1 2. 0萬高斯強度；陳腐時間為15 25天。 上述一種骨質瓷的制備方法，其第三步中骨質瓷燒成的溫度控制狀況是在 600。C之前升溫速度為6°C /min，在600-900。C之間升溫速度為5°C /min，在900-1200。C之 間升溫速度為3°C /min，在120(TC以上升溫速度為2°C /min。 上述一種骨質瓷的制備方法，所用原料骨粉、萊陽土、鈉長石、大同土、方子土、龍巖土和海泡石礦物納米纖維都是普通公知的礦物原料，通過商購獲得。 上述一種骨質瓷的制備方法，球磨、過篩、除鐵、陳腐、坯體成型、干燥和修坯都是普通公知的化工工藝；所用到的齒式破碎機、氣流磨、球磨機和窯爐都是普通公知的化工設備。 本專利技術的有益效果是 海泡石(S印iolite)是一種纖維狀富鎂硅酸鹽礦物，屬于海泡石_坡縷石粘土礦 物族，其外觀為灰白色流動粉末，具有較長的纖維，良好的機械性能和熱穩定性。在我國海 泡石礦產資源比較豐富。據國內外資料報道，海泡石的用途已達130多種，是一種極具開發 和利用價值的礦物材料。目前我國海泡石主要廉價出口到日本等國家，國內僅僅用作保溫 材料，這不僅獲得的附加值極低而且是資源的浪費。因此，充分利用我國海泡石礦產資源， 開發高附加值的海泡石產品勢在必行。將海泡石應用于強韌化陶瓷，既能節約成本，又能提 高海泡石礦物資源的利用率和附加值。至今為止，尚未見有關海泡石礦物納米纖維應用陶 瓷強韌化方面的報道。 在不改變骨質瓷制備工藝的基礎上，向骨質瓷原料中添加海泡石礦物納米纖維， 添加的海泡石礦物納米纖維與骨質瓷組成中的其他原料結合，明顯地提高了骨質瓷的強 度和韌性。本專利技術海泡石礦物納米纖維強韌化骨質瓷的性能指標是抗彎曲強度達到 120MPa 128MPa ;斷裂韌性達到4MPa m1/2 4. 5MPa m1/2。 另外，本專利技術的一種骨質瓷的制備方法，制備工藝簡單，在降低陶瓷強韌化成本的 同時，提供了一套簡單易行的陶瓷增強增韌方法。所述的海泡石經氣流磨處理，此方法不僅 能使礦物塊體變成所需要粒徑的顆粒，而且還能保持纖維結構不被破壞。 本專利技術的有益效果在下例實施例中得以進一步的證明。附圖說明 下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。4物納米纖維強韌化骨質瓷燒成曲線。 圖2是海泡石礦物納米纖維煅燒前后的微觀形貌電子顯微鏡圖片。 圖3是本專利技術海泡石礦物納米纖維強韌化骨質瓷的載荷_位移曲線。 圖4是添加海泡石礦物納米纖維前后骨質瓷的裂紋擴展路徑圖照片。具體實施方式 實施例1 第一步，海泡石預處理 將海泡石原礦經過選礦，水洗清洗，自然干燥，齒式破碎機粉碎成10mm顆粒，然后 經氣流磨處理，得到海泡石礦物納米纖維，其平均粒徑為7 ii m ; 第二步，坯料和坯體的制作 將原料按重量百分比骨粉30 % 、萊陽土 15 % 、鈉長石20 % 、大同土 5 % 、方子土 8 %和龍巖土20%配比成為坯料，將該坯料按重量比為坯料磨球水=i : 2 : i投入球磨機加水球磨，在該配比的原料球磨到粒度為60ym后添加入由第一步海泡石預處理得到的 海泡石礦物納米纖維2%，添加后繼續球磨混料2小時，然后用篩網眼大小分別為120目、 180目、200目的篩子過篩三次、在磁場強度為1. 1萬高斯強度下除鐵、陳腐15天由此制得 坯料，將該坯料進行坯體成型、干燥和修坯，制得坯體； 第三步，坯體瓷化制得海泡石礦物納米纖維強韌化骨質瓷 將第二步制得的坯體放入窯爐內燒結瓷化，窯爐燒結溫度為126(TC，煅燒時間為 9個小時，燒成的溫度控制狀況是在60(TC之前升溫速度為6°C /min，在600-90(TC之間 升溫速度為5°C /min，在900-120(TC之間升溫速度為3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種骨質瓷，其特征在于：是海泡石礦物納米纖維強韌化骨質瓷，其組成組分按重量百分比是：骨粉３０～４０％、萊陽土９～１５％、鈉長石１５～２０％、大同土５～８％、方子土５～１０％、龍巖土１５～２０％和海泡石礦物納米纖維２～８％，其中骨粉、萊陽土、鈉長石、大同土、方子土和龍巖土是組成公知的礦物原料，海泡石礦物納米纖維是由公知的纖維狀富鎂硅酸鹽原礦經過選礦，水洗清洗，自然干燥，齒式破碎機粉碎成１０～２０ｍｍ顆粒，然后經氣流磨處理而制得，其平均粒徑為７μｍ。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁金生，王麗娟，秦學煥，湯慶國，
申請(專利權)人：河北工業大學，
類型：發明
國別省市：12[]