本發(fā)明屬于陶瓷加工制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用玻璃纖維廢絲制作的?；纱u及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，?；纱u已經(jīng)發(fā)展成為居室裝飾的主流。玻化瓷磚是由石英砂等原料按照一定比例燒制而成，然后經(jīng)打磨光亮但不需要拋光，表面如玻璃鏡面一樣光滑透亮，是所有瓷磚中最硬的一種，其在吸水率、邊直度、彎曲強度、耐酸堿性等方面都優(yōu)于普通釉面磚、拋光磚及一般的大理石。用?；纱u鋪貼裝飾的建筑具有更加高雅的品味，能將古典與現(xiàn)代兼容并蓄。?；纱u除外觀上有多種多樣的變化外，裝飾在建筑物外墻壁上能起到隔音、隔熱的作用，而且它比大理石輕便；質(zhì)地均勻致密、強度高、化學(xué)性能穩(wěn)定。

作為結(jié)構(gòu)材料，玻化陶瓷具有耐高溫能力強、抗氧化能力強、硬度大、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點，缺點是呈現(xiàn)脆性，不能承受劇烈的機械沖擊和熱沖擊，因而影響了它的實際應(yīng)用。?；且环N本質(zhì)脆性材料，在制備、機械加工以及使用過程中，容易產(chǎn)生一些內(nèi)在和外在缺陷，從而導(dǎo)致陶瓷材料災(zāi)難性破壞，限制應(yīng)用的廣度和深度，因此提高陶瓷材料特別是?；纱u的韌性成為本技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵。

近年來，受自然界高性能生物材料的啟發(fā)，材料界提出了模仿生物材料結(jié)構(gòu)制備高韌性陶瓷材料的思路。Clegg等創(chuàng)造性材料制備的SiC薄片與石墨片層交替疊層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料與常規(guī)SiC陶瓷材料相比，其斷裂韌性和斷裂功提高了幾倍甚至幾十倍，成功地實現(xiàn)了仿貝殼珍珠層的宏觀結(jié)構(gòu)增韌。

國內(nèi)外科研人員在陶瓷基層狀復(fù)合材料力學(xué)性能方面進(jìn)行了大量的試驗研究，取得了很大進(jìn)展。陶瓷基層狀復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)劣關(guān)鍵在于界面層材料，能夠應(yīng)用在高溫環(huán)境下，抗氧化的界面層材料還有待進(jìn)一步開發(fā)；此外，在應(yīng)用C、B、N等弱力學(xué)性能的材料作為界面層時，雖然能夠得到綜合性能優(yōu)異的層狀復(fù)合材料，但是基體層與界面層之間結(jié)合強度低的問題也有待進(jìn)一步解決。

因此，一種吸水率低、耐高溫能力強、抗氧化能力強、硬度大、耐化學(xué)腐蝕，同時能夠在受到外力作用時吸收能量、增加強度和韌性的玻化瓷磚及其制備方法亟待開發(fā)出來。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有?；纱u及生產(chǎn)工藝中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種吸水率低、耐高溫能力強、抗氧化能力強、硬度大、耐化學(xué)腐蝕，同時能夠在受到外力作用時吸收能量、增加強度和韌性的利用玻璃纖維廢絲制作的玻化瓷磚及其制備方法。

為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)路線來實現(xiàn)：

一種利用玻璃纖維廢絲制作的?；纱u，是以下原料經(jīng)球磨制漿，流延成型，一次性燒結(jié)，二次燒結(jié)，拋光修邊,倒角修飾而成，所述份數(shù)均為重量份:

高嶺土 5～20份

球土 5～20份

鉀長石 20～50份

瓷土 30～40份

葉蠟石 5～10份

膨潤土 1～5份

玻璃纖維廢絲 2～10份。

本發(fā)明的原料優(yōu)選如下：

所述的高嶺土優(yōu)選蘇州陽山高嶺土，Al₂O₃含量40.0%左右，顏色潔白；

所述的球土優(yōu)選國產(chǎn)超白球土；

所述的膨潤土優(yōu)選成分含量Al₂O₃：16.54%、FeO：0.26%、SiO₂：50.95%、Fe₂O₃：1.36%、MgO：4.65%、CaO：2.26%、K₂O：0.47%、H₂O：23.29%；

所述的鉀長石粉優(yōu)選成分含量SiO₂：72.33%、Al₂O₃：21.81%、Fe₂O₃：0.95%、TiO₂：0.09%、CaO：0.12%、K₂O：11.55%、Na₂O：2.31%；

所述的玻璃絲纖維廢絲優(yōu)選成分含量SiO₂：60±2%、Al₂O₃：14±2%、Al₂O₃：≤0.35%、CaO：≥20%、鈉鉀離子：≤0. 5%，磁性雜質(zhì)含量：≤120ppm，直徑3～80μm，彈性模量：50-100 GPa的玻璃絲纖維廢絲。

上述利用玻璃纖維廢絲制作的?；纱u的加工方法步驟如下：

1）以高嶺土、球土、鉀長石、瓷土、葉蠟石、膨潤土、石英為原料，按照化學(xué)成分含量百分比SiO₂ ：55～65%，Al₂O₃ ：15～25%，MgO：0.1～0.2%，Na₂O:1.5-9.0%, CaO：5～15%，K₂O：0.1～0.5%，F(xiàn)e₂O：0.2～0.4%，TiO₂：0.5～1%的配方要求進(jìn)行配備，然后球磨，過篩，水分控制在30%～35% ，細(xì)度250～300目；

2）球磨制漿，將上述步驟制得的漿料和玻璃絲纖維廢絲及去離子水加入到球磨罐中，通過球磨混合后，過300目篩，水分控制在35%左右，制備出具有良好流動性和懸浮穩(wěn)定性的水基陶瓷料漿；

3）流延成型，陶瓷料漿經(jīng)真空攪拌除氣后注入陶瓷流延機的盛漿料斗，并從料斗下部均勻地流至成型模具得到合格的瓷坯；

4）一次燒結(jié)，燒成溫度：800～900℃，時間為60～90 分鐘；

5）二次燒結(jié)，燒成溫度為1200～1300℃；時間為600～750 分鐘；

6）拋光修邊，倒角修飾,得到本發(fā)明所述的利用玻璃纖維廢絲制作的?；纱u。

本發(fā)明的有益效果如下：

（1）采用各組分協(xié)同作用的瓷胚配方，提高了瓷胚機械強度，降低了吸水率(吸水率低于0.42％)，提高了產(chǎn)品白度。通過調(diào)整改變工藝配方，有效防止和克服了所制得的瓷磚脆性缺陷。

（2）原料中添加了玻璃纖維廢絲，所得?；纱u基體在受力過程中發(fā)生裂紋偏轉(zhuǎn)，纖維斷裂和纖維拔出等的同時吸收能量，既增強了強度和韌性，又保持了良好的高溫性能。

（3）在低于基體熔點的溫度下制備合成陶瓷基體材料，避免了纖維與基體材料的高溫化學(xué)反應(yīng)，制備過程中對纖維損傷小，材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力小。

（4）1200～1300℃下燒結(jié)成型，簡化了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率，操作簡便。

（5）有效利用了玻璃纖維行業(yè)產(chǎn)生的大量玻璃纖維廢絲，提高了資源利用率，經(jīng)濟環(huán)保。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。

實施例中對瓷胚原料的要求如下：

所述的高嶺土優(yōu)選蘇州陽山高嶺土，Al₂O₃含量40.0%左右，顏色潔白；

所述的球土優(yōu)選國產(chǎn)超白球土；

所述的膨潤土優(yōu)選成分含量Al₂O₃：16.54%、FeO：0.26%、SiO₂：50.95%、Fe₂O₃：1.36%、MgO：4.65%、CaO：2.26%、K₂O：0.47%、H₂O：23.29%；

所述的鉀長石粉優(yōu)選成分含量SiO₂：72.33%、Al₂O₃：21.81%、Fe₂O₃：0.95%、TiO₂：0.09%、CaO：0.12%、K₂O：11.55%、Na₂O：2.31%；

所述的玻璃絲纖維廢絲優(yōu)選成分含量SiO₂：60±2%、Al₂O₃：14±2%、Al₂O₃ ：≤0.35%、CaO：≥20%、鈉鉀離子：≤0. 5%，磁性雜質(zhì)含量：≤120ppm，，直徑3～80μm，彈性模量：50-100 GPa的玻璃絲纖維廢絲。

實施例1 ：一種利用玻璃纖維廢絲制作的?；纱u，是以下原料經(jīng)球磨制漿，流延成型，一次燒結(jié)，二次燒結(jié)，拋光修邊、倒角修飾而成，所述份數(shù)均為重量份:

高嶺土 5份

球土 5份

鉀長石 20份

瓷土 30份

葉蠟石 5份

膨潤土 1份

玻璃纖維廢絲 2份。

利用玻璃纖維廢絲制作玻化瓷磚的加工方法，步驟如下：

1）以高嶺土、球土、鉀長石、瓷土、葉蠟石、膨潤土、石英為原料，按照化學(xué)成分含量百分比SiO₂ ：55～65%，Al₂O₃ ：15～25%，MgO：0.1～0.2%，Na₂O:1.5-9.0%,CaO：5～15%，K₂O：0.1～0.5%，F(xiàn)e₂O：0.2～0.4%，TiO₂：0.5～1%的配方要求進(jìn)行配備，然后球磨，過篩，水分控制在30%～35% ，細(xì)度250～300目；

2）球磨制漿，將上述步驟制得的漿料和玻璃絲纖維廢絲及去離子水加入到球磨罐中，通過球磨混合后，過300目篩，水分控制在35%左右，制備出具有良好流動性和懸浮穩(wěn)定性的水基陶瓷料漿；

3）流延成型，陶瓷料漿經(jīng)真空攪拌除氣后注入陶瓷流延機的盛漿料斗，并從料斗下部均勻地流至成型模具得到合格的瓷坯；

4）一次燒結(jié)，燒成溫度：800～900℃，時間為60～90 分鐘；

5）二次燒結(jié)，燒成溫度為1200～1300℃；時間為600～750 分鐘；

6）拋光修邊，倒角修飾得到本發(fā)明所述的利用玻璃纖維廢絲制作的?；纱u，標(biāo)記為樣品A。

實施例2：

一種利用玻璃纖維廢絲制作的?；纱u，是以下原料經(jīng)球磨制漿，流延成型，一次燒結(jié)，二次燒結(jié)，拋光修邊，倒角修飾而成，所述份數(shù)均為重量份:

高嶺土 10份

球土 10份

鉀長石 30份

瓷土 36份

葉蠟石 8份

膨潤土 3份

玻璃纖維廢絲 3份。

加工方法同實施例1，所制得玻化瓷磚樣品標(biāo)記為樣品B。

實施例3：

一種利用玻璃纖維廢絲制作的玻化瓷磚，是以下原料經(jīng)球磨制漿，流延成型，一次燒結(jié)，二次燒結(jié)，拋光修邊，倒角修飾而成，所述份數(shù)均為重量份:

高嶺土 20份

球土 20份

鉀長石 50份

瓷土 40份

葉蠟石 10份

膨潤土 5份

玻璃纖維廢絲 5份。

加工方法同實施例1，所制得玻化瓷磚樣品標(biāo)記為樣品C。

經(jīng)檢測，樣品A、B、C的吸水率、光澤度、斷裂模數(shù)和破壞強度數(shù)據(jù)與市售普通?；纱u對比如下表：

從表中可以看出，這三例利用玻璃纖維制造的?；u吸水率低、光澤度高、破壞強度大、斷裂模數(shù)適中，性能優(yōu)越。