本發(fā)明涉及日用陶瓷領(lǐng)域，特別涉及一種結(jié)晶氧化鋁短纖維增韌龍泉青瓷弟窯注漿材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于各類陶瓷制品，它們存在一個(gè)共同問(wèn)題就是脆性問(wèn)題，龍泉青瓷也不例外。日常使用過(guò)程中，在一定的外加載荷作用下，龍泉青瓷制品容易開(kāi)裂甚至碎裂，這既降低了實(shí)用性，又降低了使用安全，所以對(duì)龍泉青瓷材料進(jìn)行增韌改性是一項(xiàng)必需進(jìn)行的研究工作。
目前，陶瓷增韌的方法有相變?cè)鲰g、長(zhǎng)纖維增韌、短纖維增韌、晶須增韌、顆粒增韌等。短纖維增韌具有原料易制取、增韌效果好的優(yōu)點(diǎn)，在陶瓷增韌領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
在陶瓷基體材料中加入短纖維，受外力作用形成裂紋，當(dāng)裂紋擴(kuò)展遇到纖維時(shí)，由于纖維的阻礙作用，想要使裂紋繼續(xù)擴(kuò)展就必須要提高外加應(yīng)力。在應(yīng)力逐漸提高的過(guò)程中，由于基體和纖維界面解離，并且纖維的強(qiáng)度要高于基體的強(qiáng)度，開(kāi)始時(shí)會(huì)出現(xiàn)纖維拔出。當(dāng)纖維的拔出長(zhǎng)度達(dá)到某一臨界值(此臨界值取決于界面的結(jié)合強(qiáng)度和纖維本身的強(qiáng)度)，纖維發(fā)生斷裂。另外又因?yàn)樵跀嗔训倪^(guò)程中，纖維的斷裂并不是都在同一個(gè)裂紋平面，所以主裂紋會(huì)沿著纖維斷裂為止的不同發(fā)生裂紋轉(zhuǎn)向。這也同樣會(huì)增加裂紋的擴(kuò)展阻力(由于裂紋擴(kuò)展路徑曲折而使裂紋表面積增加)，從而進(jìn)一步提高材料韌性。綜上所述，短纖維增韌陶瓷基體材料的中韌性的提高主要來(lái)自纖維拔出、纖維斷裂及斷裂轉(zhuǎn)向。
cn201610498546.3公開(kāi)了一種高強(qiáng)度日用陶瓷，該日用陶瓷組成中包括陶瓷纖維5～10份、硅酸鋁纖維10～15份，這種添加雙組份纖維的方法在一定程度上可能提高陶瓷的強(qiáng)度、韌性和耐沖擊性能，但是該專利在原料中添加的纖維耐火度低，而青瓷的燒成溫度高，熔劑原料含量高，加入的纖維容易熔融失去增強(qiáng)增韌效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)晶氧化鋁短纖維增韌龍泉青瓷弟窯注漿材料，該材料制得的龍泉青瓷力學(xué)性能良好、具有抗彎強(qiáng)度高，耐溫性好的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
一種結(jié)晶氧化鋁短纖維增韌龍泉青瓷弟窯注漿材料，所述注漿材料主要由以下重量份的原料制成：弟窯粉體50～70份、結(jié)晶氧化鋁短纖維0.5～15份、石墨纖維0～3份、水玻璃0.2～0.5份、水30～35份。其中，結(jié)晶氧化鋁短纖維優(yōu)選為5～8份、石墨纖維優(yōu)選為2～3份。本發(fā)明將結(jié)晶氧化鋁短纖維添加至適宜配比的弟窯粉體中，輔以石墨纖維和適量的水玻璃，有效提高了注漿材料的整體強(qiáng)度和韌性。
作為優(yōu)選，所述的弟窯粉體由以下重量份數(shù)的原料制成：浙江省龍泉產(chǎn)寶溪瓷土40～42份，八都瓷土30～32份，黃石玄18～20份，紫金土5～6份，福建德化產(chǎn)石英粉5～6份。
作為優(yōu)選，所述的弟窯粉體制備方法為，按弟窯原料：球石：水＝1:1.8:0.75的比例進(jìn)行球磨20min，再通過(guò)220目篩，110℃烘干獲得。
作為優(yōu)選，所述結(jié)晶氧化鋁短纖維增韌龍泉青瓷弟窯注漿材料的含水量在30～35％，100ml泥漿比重計(jì)流動(dòng)時(shí)間60～65秒。
作為優(yōu)選，所述結(jié)晶氧化鋁短纖維的纖維長(zhǎng)度小于1mm，斷裂韌性4～4.5mpa.m1/2。
作為優(yōu)選，所述石墨纖維的纖維長(zhǎng)度為0.1～1mm。進(jìn)一步的，所述石墨纖維由纖維長(zhǎng)度為0.1～0.3mm的石墨纖維與纖維長(zhǎng)度為0.5～0.8mm的石墨纖維按質(zhì)量比1:3混合。在最佳配比下，不同長(zhǎng)度的纖維對(duì)不同大小的裂紋及裂紋的不同方向有多角度增強(qiáng)效果，因此有效提高了注漿材料制得的龍泉青瓷的增韌效果。
一種所述的結(jié)晶氧化鋁短纖維增韌龍泉青瓷弟窯注漿材料的制備方法，根據(jù)配比將弟窯粉體與結(jié)晶氧化鋁短纖維、石墨纖維均勻穩(wěn)定分散后加入水玻璃、水混合，在滾磨機(jī)中混合攪拌分散2小時(shí)后制成注漿材料。
本發(fā)明的結(jié)晶氧化鋁短纖維增韌龍泉青瓷弟窯注漿材料主要在日用陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用，本發(fā)明的龍泉青瓷弟窯注漿材料制得的龍泉青瓷力學(xué)性能良好，室溫抗彎強(qiáng)度達(dá)到70mpa，比普通龍泉青瓷弟窯泥料制得的龍泉青瓷的平均抗彎強(qiáng)度47mpa提高了48.9％；
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。
在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設(shè)備和原料等均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。以下實(shí)施例中，
龍泉青瓷弟窯泥料的組成原料的產(chǎn)地：寶溪瓷土、八都瓷土、黃石玄、紫金土的產(chǎn)地是浙江省龍泉市，石英的產(chǎn)地福建省德化市；
龍泉青瓷弟窯泥料的組成原料的狀態(tài)：寶溪瓷土是未經(jīng)煅燒的生泥料，八都瓷土是未經(jīng)煅燒的生泥料，黃石玄是未經(jīng)煅燒的生泥料，紫金土是未經(jīng)煅燒的生泥料，石英是粉末狀石英。
結(jié)晶氧化鋁短纖維，組成原料的狀態(tài)：以α-氧化鋁為主晶相的短纖維。
實(shí)施例1：
一種結(jié)晶氧化鋁短纖維增韌龍泉青瓷弟窯注漿材料，該注漿材料由70kg弟窯粉體、15kg結(jié)晶氧化鋁短纖維、0.5kg水玻璃、35kg水加入滾磨機(jī)中高速混合攪拌分散2小時(shí)制得，調(diào)制成的注漿材料含水量在35％，100ml泥漿比重計(jì)流動(dòng)時(shí)間60～65秒。加入的結(jié)晶氧化鋁短纖維長(zhǎng)度小于1mm，斷裂韌性4～4.5mpa.m1/2。加入的水玻璃是液態(tài)水玻璃。
其中，所述的弟窯粉體由以下原料制成：寶溪瓷土40kg，八都瓷土32kg，黃石玄18kg，紫金土5kg，石英5kg。所述的弟窯粉體制備方法為，按弟窯原料：球石：水＝1:1.8:0.75的比例將龍泉青瓷弟窯泥料、球磨石、水加入球磨罐，球磨時(shí)間20min，球磨處理后通過(guò)220目篩，再110℃烘干得到弟窯粉體。
采用本實(shí)施例的龍泉青瓷弟窯注漿材料制得的龍泉青瓷力學(xué)性能良好，室溫下抗彎強(qiáng)度為73mpa。
實(shí)施例2：
一種結(jié)晶氧化鋁短纖維增韌龍泉青瓷弟窯注漿材料，該注漿材料由60kg弟窯粉體、8kg結(jié)晶氧化鋁短纖維、3kg石墨纖維、0.4kg水玻璃、32kg水加入滾磨機(jī)中高速混合攪拌分散2小時(shí)制得，調(diào)制成的注漿材料含水量在35％左右，100ml泥漿比重計(jì)流動(dòng)時(shí)間60～65秒。加入的結(jié)晶氧化鋁短纖維長(zhǎng)度小于1mm，斷裂韌性4～4.5mpa.m1/2；加入的石墨纖維由纖維長(zhǎng)度為0.1～0.3mm的石墨纖維與纖維長(zhǎng)度為0.5～0.8mm的石墨纖維按質(zhì)量比1:3混合；加入的水玻璃是液態(tài)水玻璃。
其中，所述的弟窯粉體由以下原料制成：寶溪瓷土41kg，八都瓷土32kg，黃石玄18kg，紫金土6kg，石英6kg。所述的弟窯粉體制備方法為，按弟窯原料：球石：水＝1:1.8:0.75的比例將龍泉青瓷弟窯泥料、球磨石、水加入球磨罐，球磨時(shí)間20min，球磨處理后通過(guò)220目篩，再110℃烘干得到弟窯粉體。
采用本實(shí)施例的龍泉青瓷弟窯注漿材料制得的龍泉青瓷力學(xué)性能良好，室溫抗彎強(qiáng)度為78mpa。
實(shí)施例3：
一種結(jié)晶氧化鋁短纖維增韌龍泉青瓷弟窯注漿材料，該注漿材料由50kg弟窯粉體、5kg結(jié)晶氧化鋁短纖維、2kg石墨纖維、0.2kg水玻璃、30kg水加入滾磨機(jī)中高速混合攪拌分散2小時(shí)制得，調(diào)制成的注漿材料含水量在30～35％，100ml泥漿比重計(jì)流動(dòng)時(shí)間60～65秒。加入的結(jié)晶氧化鋁短纖維長(zhǎng)度小于1mm，斷裂韌性4～4.5mpa.m1/2；加入的石墨纖維由纖維長(zhǎng)度為0.1～0.3mm的石墨纖維與纖維長(zhǎng)度為0.5～0.8mm的石墨纖維按質(zhì)量比1:3混合；加入的水玻璃是液態(tài)水玻璃。
其中，所述的弟窯粉體由以下原料制成：寶溪瓷土40kg，八都瓷土32kg，黃石玄18kg，紫金土5kg，石英5kg。所述的弟窯粉體制備方法為，按弟窯原料：球石：水＝1:1.8:0.75的比例將龍泉青瓷弟窯泥料、球磨石、水加入球磨罐，球磨時(shí)間20min，球磨處理后通過(guò)220目篩，再110℃烘干得到弟窯粉體。
采用本實(shí)施例的龍泉青瓷弟窯注漿材料制得的龍泉青瓷力學(xué)性能良好，室溫抗彎強(qiáng)度為76mpa。
以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。