[發明專利]一種顆粒增強陶瓷薄板及其制備方法

有效

• 申請號: 201711308339.8
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107954734B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 蕭禮標;劉一軍;曠峰華;潘利敏;汪慶剛
• 申請（專利權）人: 蒙娜麗莎集團股份有限公司
• 主分類號: C04B35/78
• 分類號: C04B35/78;C04B35/14;C04B35/622
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;熊子君

本發明涉及一種顆粒增強陶瓷薄板及其制備方法。顆粒增強陶瓷薄板，包括：陶瓷薄板基體、以及均勻彌散分布在所述陶瓷薄板基體中的顆粒增強相，所述顆粒增強相在顆粒增強陶瓷薄板中的質量百分含量為5%～30%，所述顆粒增強相的粒徑為0.1～15μm。本發明的顆粒增強陶瓷薄板與不含有顆粒增強相的陶瓷薄板相比，彎曲強度可提高了近90%。

技術領域

本發明屬于建筑行業用陶瓷薄板領域，具體涉及顆粒增強陶瓷薄板及其制備方法。主要用于提高陶瓷薄板的強度和韌性等力學性能，以獲得輕質高強產品。

背景技術

陶瓷薄板具有節能降耗、節約資源、質量輕、耐火性好等特性，可以代替傳統厚重的壁掛瓷板，材質輕盈方便運輸，對墻體的拉扯力小，能夠減輕墻體負載，具有廣闊的應用前景。

但是，陶瓷薄板由于其面積大、厚度薄，加工與使用過程中還存在較多技術難題，其中機械強度不高的問題尤為突出。隨著高層幕墻、高端家裝、高端會所以及國家公共場所等對安全保障要求的不斷提高，裝飾用陶瓷薄板的強韌性亟需獲得較好的提高。

現有涉及到高強陶瓷薄板及其制備方法的文獻和專利，主要包含兩類：一類是通過調整或增加礦物原料、優化燒成工藝以制備性能良好的陶瓷薄板(例如CN104355651A、CN103467107A等)，一類是采用復合結構，如在陶瓷背面復合環氧樹脂型玻璃鋼材料，以提高強度(例如“復合型強化陶瓷薄板的研制”，佛山陶瓷，2011(1)13.等)。市面常見陶瓷薄板原料通常采用礦物原料制備，其主要成分一般為SiO₂，其力學性能的提升較為有限，且韌性較差。現有技術主要通過調整燒成工藝或原料礦物成分的方法改善性能，但仍然難以滿足對陶瓷薄板高強度、高韌性的要求。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種較大程度地提高陶瓷薄板力學性能的顆粒增強陶瓷薄板及其制備方法。

本申請一方面提供一種顆粒增強陶瓷薄板，其包括：陶瓷薄板基體、以及均勻彌散分布在所述陶瓷薄板基體中的顆粒增強相，所述顆粒增強相在顆粒增強陶瓷薄板中的質量百分含量為5％～30％，所述顆粒增強相的粒徑為0.1～15μm。

根據上述發明，通過引入顆粒增強相，利用顆粒與基體材料的界面效應以及彌散強化機制，具體而言，顆粒增強相均勻彌散分布于基體相中，在陶瓷中起到負載傳遞和對裂紋的釘扎等作用，能夠阻止晶界的滑移與裂紋的偏轉，能夠較大程度地提高陶瓷薄板力學性能，實現陶瓷薄板的增強增韌。例如，本發明的顆粒增強陶瓷薄板與不含有顆粒增強相的陶瓷薄板相比，彎曲強度可提高了近90％。

較佳地，所述顆粒增強相選自ZrO₂、鋯的無機鹽、ZrSiO₄、鋯英石、Al₂O₃、鋁礬土、硬水鋁石、鋁的無機鹽、Y₂O₃、SiC中的至少一種。

優選地，所述鋯的無機鹽選自氧氯化鋯、四氯化鋯、八水氧氯化鋯中的至少一種。

優選地，所述鋁的無機鹽選自氫氧化鋁、氯化鋁中的至少一種。

本發明的顆粒增強陶瓷薄板的彎曲強度可為100～150MPa。

優選地，所述顆粒增強陶瓷薄板的厚度為3.5～25.5mm。

本申請另一方面提供一種顆粒增強陶瓷薄板的制備方法，包括以下步驟：

(1)混料：將所述顆粒增強相按質量配比為5％～30％加入陶瓷薄板原始粉料，經濕法磨細，造粒、過篩，獲得混合原料；

(2)將混合原料造粒、成型，得到素坯；

(3)將素坯燒結，獲得顆粒增強陶瓷薄板。

根據上述發明，利用濕法工藝完成原料的均勻混合，且制備方法較為簡單，完全能夠滿足生產工藝需求。