專利名稱：一種混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷材料，特別是一種混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
專利號為CN200410(^6753. 6的專利公布了一種制備輕質(zhì)陶瓷板的方法，在礦物 原料中加入燒失量為10% 15%的膨石粉，使磚坯內(nèi)部形成氣孔，制成密度為0.7 0. 9g/ cm3多孔陶瓷材料。但多孔陶瓷材料普遍具有韌性低、脆性大、易開裂的缺點，限制了此類材 料的應(yīng)用范圍。通過單一品種纖維增強的方法可以提高材料的韌性，但提高的程度有限，且 增加了材料的成本。如何制備低成本、高性能的輕質(zhì)多孔陶瓷材料是目前的技術(shù)難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料，按重量百 分比該材料包括以下組分固體廢料50% 75%成孔劑20% 49%固化改良劑0.1% 2%混雜纖維0. 1 % 5 %制備混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料的方法為將固體廢料、成孔劑、固化改良劑破碎 混合，濕法球磨，然后將混合比例為(0.2-1) (0. 2-1)的兩種耐高溫纖維加入混合物中繼 續(xù)攪拌，經(jīng)過干燥造粒，干壓成型后，經(jīng)過燒制、冷加工后，生成含均勻封閉微孔的輕質(zhì)纖維 增強陶瓷材料制品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點本發(fā)明采用了混雜纖維增強技術(shù)，充分發(fā)揮 不同品種纖維在材料結(jié)構(gòu)中的增強、增韌和阻裂效應(yīng)，提高了多孔陶瓷材料的力學性能和 耐久性。在相同纖維摻量的情況下，混雜纖維增強的輕質(zhì)陶瓷材料具有比單一品種纖維增 強時更高的性能。本發(fā)明的原材料來源廣泛，使用大量固體廢料。本發(fā)明具有低成本、低密 度、耐高溫、耐腐蝕、高抗裂、抗沖擊、生態(tài)環(huán)保等特點。
具體實施例方式本發(fā)明混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料，按質(zhì)量百分比該材料包括以下組分固體廢料50%-75%成孔劑20%-49%固化改良劑0.1%-2%混雜纖維0.1%-5%在上述各組分中，固體廢料為廢淤泥和/或廢粉煤灰和/或廢陶瓷碎片和/或廢礦渣，淤泥的氧化鋁含量為14 % 觀％，氧化硅含量為55 % 78 %，陶瓷碎片為上釉 或不上釉的廢陶瓷。成孔劑為白云石和/或石灰石和/或陶土。固化改良劑是硼和/或 碳和/或二氧化硅和/或碳化硅?；祀s纖維為兩種不同品種的纖維混合物，混合比例為 (0. 2-1) (0. 2-1)，纖維長度為2mm 10mm，纖維直徑為10 μ m-20 μ m。纖維品種分為氧 化鋁纖維、莫來石纖維、玄武巖纖維等耐高溫纖維。制備本發(fā)明混雜纖維增強陶瓷材料的方法為將固體廢料、成孔劑、固化改良劑破 碎混合，濕法球磨16小時-24小時，然后將混合比例為(0.2-1) (0.2-1)的兩種纖維加 入混合物中繼續(xù)攪拌5分鐘 10分鐘，經(jīng)過干燥造粒，干壓成型后，經(jīng)過1100°C -1250°C燒 制，冷加工后，生成含均勻封閉微孔的輕質(zhì)混雜纖維增強陶瓷材料制品。在上述制備方法中，成型方法為離心旋轉(zhuǎn)法、擠壓法、干壓法、塑壓法。燒成設(shè)備為 梭式窯、輥道窯、多孔推板窯。下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明，本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1選取氧化鋁含量19%、氧化硅含量62%的廢陶瓷碎片M%，白云石12%，石灰石 6 %，陶土觀％，添加0. 5 %二氧化硅微粉，破碎混合，球磨M小時，添加0. 5 %的混雜纖維 后繼續(xù)攪拌5分鐘，經(jīng)過壓濾、干燥、造粒、離心旋轉(zhuǎn)成球，干燥后經(jīng)過1170°C燒成，制成容 重0. 5g/cm3的陶瓷材料制品。抗折強度lOMPa，在_20°C 20°C水中各凍融9小時，15次 循環(huán)，無損壞現(xiàn)象，證明其抗凍性優(yōu)良?；祀s纖維為混合比例為1 1的氧化鋁纖維和玄武 巖纖維。實施例2選取氧化鋁含量14%、氧化硅含量71 %的廢礦渣20%，淤泥20%，粉煤灰10%，白 云石20%，石灰石4%，陶土沈％，破碎混合，球磨20小時，添加2%的混雜纖維后繼續(xù)攪拌 8分鐘，經(jīng)過干燥造粒，干壓成型后經(jīng)1160°C燒成，再冷加工制成800 X 800 X 30mm平板陶瓷 材料制品。制品容重0. 6g/cm3，抗折強度9MPa，在_20°C 20°C水中各凍融9小時，15次循 環(huán)，無損壞現(xiàn)象，證明其抗凍性優(yōu)良?；祀s纖維為混合比例為1 1莫來石纖維和玄武巖纖 維。實施例3選取氧化鋁含量22%、氧化硅含量68%的廢陶瓷碎片(上釉的)18%，(不上釉 的)36 %，石灰石17 %，白云石6 %，陶土 23 %，添加0. 5 % 二氧化硅微粉，破碎混合，球磨20 小時，添加5%混雜纖維后繼續(xù)攪拌10分鐘，經(jīng)過干燥造粒，干壓成型后經(jīng)1220°C燒成，冷 加工后的陶瓷材料制品容重為0. 6g/cm3，抗折強度13MPa，在-20°C 20°C水中各凍融6小 時，10次循環(huán)，無損壞現(xiàn)象，證明其抗凍性優(yōu)良?；祀s纖維為混合比例為1 1莫來石纖維 和氧化鋁纖維。實施例4選取氧化鋁含量14 %、氧化硅含量71 %的廢礦渣35 %，淤泥30 %，粉煤灰10 %， 白云石13 %，石灰石4 %，陶土 11 %，破碎混合，球磨20小時，添加2 %混雜纖維后繼續(xù)攪拌 8分鐘，經(jīng)過干燥造粒，干壓成型后經(jīng)1160°C燒成，再冷加工制成800 X 800 X 30mm平板陶瓷 材料制品。制品容重0. 76g/cm3，抗折強度14MPa，在-20°C 20°C水中各凍融9小時，15次 循環(huán)，無損壞現(xiàn)象，證明其抗凍性優(yōu)良?；祀s纖維為混合比例為1 1莫來石纖維和玄武巖纖維。實施例5選取氧化鋁含量22%、氧化硅含量68%的廢陶瓷碎片(上釉的)35%，(不上釉 的)40 %，石灰石10 %，白云石6 %，陶土 9 %，添加0. 5 %二氧化硅微粉，破碎混合，球磨20 小時，添加5%混雜纖維后繼續(xù)攪拌10分鐘，經(jīng)過干燥造粒，干壓成型后經(jīng)1220°C燒成，冷 加工后的陶瓷材料制品容重為0. 8g/cm3，抗折強度15. 8MPa，在_20°C 20°C水中各凍融9 小時，15次循環(huán)，無損壞現(xiàn)象，證明其抗凍性優(yōu)良?；祀s纖維為混合比例為1 1莫來石纖 維和氧化鋁纖維。
權(quán)利要求
1.一種混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料，其特征在于按重量百分比該材料包括以下組分固體廢料 50% 75% 成孔劑 20% 49% 固化改良劑0.1% 2% 混雜纖維 0.1% 5%
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料，其特征在于其中固體廢料為 廢淤泥和/或廢粉煤灰和/或廢陶瓷碎片和/或廢礦渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料，其特征在于其中成孔劑為白 云石和/或石灰石和/或陶土。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料，其特征在于其中固化改良劑 為二氧化硅和/或碳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料，其特征在于其中混雜纖維為 兩種纖維的混合物，混合比例為(0.2-1) (0.2-1)，纖維品種為氧化鋁纖維、莫來石纖維 和玄武巖纖維，也可采用耐高溫纖維。
6.制備權(quán)利要求1所述的混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料的方法，其特征在于該 方法為將固體廢料、成孔劑、固化改良劑破碎混合，濕法球磨，然后將混合比例為 (0.2-1) (0.2-1)的兩種耐高溫纖維加入混合物中繼續(xù)攪拌，經(jīng)過干燥造粒，干壓成型 后，經(jīng)過燒制、冷加工后，生成含均勻封閉微孔的輕質(zhì)纖維增強陶瓷材料制品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料的制備方法，其特征在于濕法 球磨時間為16小時-24小時，攪拌時間為5分鐘 10分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料的制備方法，其特征在于燒制 溫度為 IlOO0C -1250°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混雜纖維增強輕質(zhì)陶瓷材料，按重量百分比該材料包括以下組分50％～75％的固體廢料，20％～49％的成孔劑，0.1％～2％的固化改良劑，0.1％～5％的混雜纖維，制備該材料的方法為將固體廢料、成孔劑、固化改良劑破碎混合，濕法球磨，然后將混合比例為(0.2-1)∶(0.2-1)的兩種耐高溫纖維加入混合物中繼續(xù)攪拌，經(jīng)過干燥造粒，干壓成型后，經(jīng)過燒制、冷加工后，生成含均勻封閉微孔的輕質(zhì)纖維增強陶瓷材料制品。本發(fā)明的原材料來源廣泛，使用大量固體廢料，具有低成本、低密度、耐高溫、耐腐蝕、高抗裂、抗沖擊、生態(tài)環(huán)保等特點。
文檔編號C04B35/80GK102040392SQ20101015050
公開日2011年5月4日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者崔崇, 張士華, 彭東文, 石曉琴, 賴建中, 陳 光 申請人:無錫南理工科技發(fā)展有限公司