一種陶瓷材料組合物的製作方法
2023-04-24 09:45:46 3
專利名稱：一種陶瓷材料組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及陶瓷材料應用技術領域，主要涉及工藝或特種陶瓷材料製備技術領域。
同金屬和高分子材料相比，陶瓷材料在耐熱性、耐磨性、抗氧化、抗腐蝕以高溫力學性能等方面具有不可替代的優點，其應用已滲透到科研、生產、建設甚至空間探索的各個領域。由於普通陶瓷材料在斷裂韌性，破壞韌性等抗碎裂性能方面較差而限制了其在某些條件下的使用。氧化鋅晶須是一種新型多功能微單晶材料，已在樹脂基複合材料抗靜電、耐磨、增強以及吸波等領域獲得初步應用。用晶須增強增韌陶瓷雖有不少報導，但所用晶須都是一維針狀體，如碳化矽、氧化鋁、氮化矽晶須等，而不是立體四針狀氧化鋅晶須。如發明專利申請88103823.7(1990)報導了氧化鋯陶瓷基體中加入三氧化二鋁晶須得到高韌性高強度的陶瓷材料。日本專利JP01-226774是在以粘土、矽砂等的基體，加入氧化鋅晶須，材料耐壓性能表現出良好的各向同性。
本發明的目的是提供一種陶瓷材料組合物，它能有效地提高陶瓷材料的抗碎裂和抗急冷性能。
本發明的目的通過以技術方案實現陶瓷基體可以是粘土、長石和石英等組成的長石質瓷，也可以是氧化鎂、氧化矽等組成的滑石質瓷，還可以是以氧化磷、氧化鈣、氧化矽等組成的骨灰質瓷。各組份的用量可以在相當大的範圍內變化。本發明選用長石質瓷體系為基體，配方各組份含量範圍為粘土20～40％、長石10～25％、石英15～25％，其餘成份為具有四針狀結構的氧化鋅晶須，其含量控制在2～20％，分散劑水的含量控制在15～25％範圍內。氧化鋅晶須各針狀長10～100μm，根直徑0.1～5μm。各組份經充分混合後經研磨、成型、乾燥等工序後，於800～1300℃環境下燒結成複合材料製品。其中氧化鋅晶須進入研磨的時間儘量短一些，以免在高速作用引起的剪切力作用下，四針狀結構遭到破壞。
本發明與已有技術相比，其效果在於在以粘土、長石、石英組成的陶瓷基材中，加入具有空間三維分布的四針狀氧化鋅晶須，利用該晶須特有的空間結構和完整的晶體強度達到各向同性增強增韌的目的。同時，由於氧化鋅晶須是一種電子傳導半導體材料，加入到複合材料中，較好地改善了材料抗急冷性能。本發明的突出效果是在陶瓷基體中加入2～20％的氧化鋅晶須後，材料製品衝擊韌性和破壞韌性，分別由不加氧化鋅晶須的1.8KJ/m2和4.3MPa/m1/2增加到3.6～7.63KJ/m2和5.26～8.45MPa/m1/2。加入氧化鋅晶須的試件從180℃放入20℃水中不開裂，而不加氧化鋅晶須的試件開裂。加入氧化鋅晶須的試件，從一定高度落下，其抗碎裂的性能比不加氧化鋅晶須的試件要好得多。
本發明的
如下附圖1為本發明所用氧化鋅晶須的電子顯微鏡照片。
本發明的實施例如下各實施例使用粘土、長石、石英為基體，水為分散劑，氧化鋅晶須為增強劑，各成份含量列於表1中。上述成份混合均勻，用高速分散機分散，進入研磨設備研磨，經成型、乾燥後，在800～1300℃的環境下，燒製成製品或試件。各例試件的主要性能列於表1中。
為了比較本發明的效果，將不加氧化鋅晶須的試件作為比較例，比較例的工藝同實施例，比較例各成份及材料性能列於表1中。
權利要求
1．一種陶瓷材料組合物，包括粘土、長石、石英和水等成份，其特徵是在陶瓷組分中加入了具有四針狀結構的氧化鋅晶須，該組合物含量為粘土20～40％、長石10～25％、石英15～25％、氧化鋅晶須2～20％、水15～25％，經混合、研磨後在溫度為800～1300℃的環境下燒結而成。
全文摘要
本發明提供了一種陶瓷材料組合物,屬於工藝或特種陶瓷材料的製備技術領域。在陶瓷配方中,加入2～20%的立體四針狀氧化鋅晶須,該陶瓷材料的抗碎裂和抗急冷性能大幅度提高。本發明的陶瓷材料配方(以重量計)為粘土20～40%、長石10～25%、石英15～25%、氧化鋅晶須2～20%、水15～25%。上述配方的材料混合勻,經研磨燒結,表現出良好的抗碎裂和抗急冷性能。該材料可用於抗碎裂工藝陶瓷及要求抗碎裂,抗急冷的特種陶瓷中。
文檔編號C04B35/00GK1230528SQ9811191
公開日1999年10月6日 申請日期1998年3月27日 優先權日1998年3月27日
發明者周祚萬, 客紹瑛 申請人:西南交通大學