一种20mm晶玉材料及其制备方法转让专利

申请号 : CN202310195142.7

文献号 : CN115849872B

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发明人 : 赵耀陆浏蓝胥元袁伟金杰

申请人 : 广东兴辉陶瓷集团有限公司

摘要 :

本发明涉及人造石技术领域,尤其涉及一种20mm晶玉材料及其制备方法。本发明中以高白高岭土、高白钾长石、钠长石、石英粉、硅酸锆、熔块、氧化硼、氮化硅、碳化钽、助剂为原料制备的晶玉材料具有高透光率、高机械强度,同时晶玉材料润白、表现出玉质感,且底纹和面上的图案一致。

权利要求 :

1.一种20mm晶玉材料的制备方法,包括以下步骤:

步骤1:将坯体原料、色料、辅助剂、水混合均匀进行球磨,得到坯体层浆料;将坯体层浆料进行喷粉制成坯料;

步骤2:将上述坯料按照预设图案进行布料,然后经预辊压制成型,得到坯体层及布施在坯体层表面的图案层;

步骤3:将上述坯体层及布施在坯体层表面的图案层进行低温慢烘,得到生坯;

步骤4:将上述生坯煅烧,最后对正反面进行抛光,得到晶玉材料;

步骤3中所述低温慢烘的具体操作为:前段温度控制在120‑130℃,反应时间50‑55min;

后段温度控制在180‑200℃,干燥时间50‑55min;

步骤4中所述煅烧为将生坯在800‑900℃煅烧30‑40min,然后升温至1150‑1220℃煅烧

140‑170min;

所述坯体原料包括以下原料:高白高岭土、高白钾长石、高白霞石粉、石英粉、硅酸锆、熔块、氧化硼、氮化硅、碳化钽、助剂;

所述助剂由YbF3、CaF2、YMgSiNC纳米带按质量比1‑2:0.5‑1:3‑5混合而成;

所述辅助剂为三聚磷酸钠、硅烷偶联剂、聚丙烯酸、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或多种;

所述YMgSiNC纳米带的制备方法,包括以下步骤:

将3‑5重量份二氧化硅、1‑5重量份三聚氰胺、0.1‑1重量份氧化镁、1‑3重量份三氧化二钇、1‑2重量份镁粉混合均匀,然后加入0.1‑0.5重量份三聚磷酸钠、10‑30重量份无水乙醇置于球磨机中球磨2‑5h,球磨的转速为100‑500r/min,最后干燥、过100目筛,在20‑30MPa压制成型,在氮气气氛下,加热是600‑700℃煅烧1‑2h,然后以1‑10℃/min升温至1200‑1400℃煅烧3‑8h,得到YMgSiNC纳米带。

2.如权利要求1所述的20mm晶玉材料的制备方法,其特征在于:所述坯体原料的颗粒级配质量百分比如下:20目≤2%,30‑40目:5‑10%,60目:38‑80%,100目≤15%,100目以上<2%,各目数颗粒的质量百分比之和为100%。

3.如权利要求1所述的20mm晶玉材料的制备方法,其特征在于:其中色料占坯体原料总质量的1‑5%;辅助剂占坯体原料与色料总质量的0.5‑2%。

4.一种20mm晶玉材料,其特征在于:由权利要求1‑3中任一项所述的制备方法制备而成。

说明书 :

一种20mm晶玉材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及人造石技术领域,尤其涉及一种20mm晶玉材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 天然大理石是一种天然的中硬石材,被广泛应用于装修领域,但是天然大理石成本高让大多数消费者望而却步,因此人造通体岩被广泛生产、应用,可以根据人们的需要制备不同大小、不同花纹的通体岩,扩展其应用。
[0003] 传统的通体材料包括玻璃、聚合物、碱金属等材质制备而成,但这些材料键合强度弱、机械强度欠佳、化学稳定性差等问题同时烧成范围窄,需要采用两次烧成造成能耗大的问题,因此具有高强度、化学稳定性的通体材料被广泛研究。
[0004] CN114380625A公开了一种通体岩板及其制备方法,本发明提供的通体岩板从下至上依次包括坯体层、底釉层、面釉层、干粒层;所述干粒层通过喷干粒形成,所述干粒的施料2
量为180‑220g/m ,所述干粒的膨胀系数为230‑275/℃,所述干粒的粒度为100‑300目;本发明的技术方案提供的通体岩板添加了干粒层,使得制备得到的产品具有良好的流沙效果、优异的耐磨性和平整度,且防污等级高;另外,本发明还提供了所述通体岩板的制备方法,所述制备方法采用喷墨打印并施模具效果,使得制备得到的通体岩板具有高精密度的通体,并且操作简单、对设备要求少、制备效率高,利于大批量生产。虽然根据这些配方和方法制备出来的透光陶瓷砖具有一定的透光性,但存在陶瓷砖产品白度低、强度低或透光效果较差的问题,很难实现高白度、高强度和高透光率的特点。如现有的一些透光陶瓷砖虽然透光性好,但是强度低,陶瓷承重力低。

发明内容

[0005] 有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是一种强度高、透光性好的20mm晶玉材料。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供了一种20mm晶玉材料,其特征在于:包括:坯体层、布施在坯体表面的图案层;
[0007] 所述坯体层包括以下原料组成:坯体原料、色料、辅助剂、水。
[0008] 所述坯体原料包括以下重量份原料:10‑20重量份高白高岭土、1‑5重量份高白钾长石、1‑10重量份高白霞石粉、2‑6重量份石英粉、5‑20重量份硅酸锆、10‑20重量份熔块、1‑5重量份氧化硼、1‑10重量份氮化硅、1‑10重量份碳化钽、2‑10重量份助剂。
[0009] 所述坯体原料的颗粒级配质量百分比如下:20目≤2%,30‑40目:5‑10%,60目:38‑80%,100目≤15%,100目以上<2%。
[0010] 其中高白高岭土的含铁量均≤0.2%;所述高白钾长石、高白霞石粉的含铁量均≤0.1%。
[0011] 所述辅助剂为三聚磷酸钠、硅烷偶联剂、聚丙烯酸、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或多种。
[0012] 色料根据实际需要进行选择;其中色料占坯体原料总质量的1‑5%;辅助剂占坯体原料与色料总质量的0.5‑2%;
[0013] 所述助剂为YbF3、CaF2、YMgSiNC纳米带中的一种或多种混合物;优选的,所述助剂由YbF3、CaF2、YMgSiNC纳米带按质量比1‑2:0.5‑1:3‑5混合而成。
[0014] 所述YMgSiNC纳米带的制备方法,包括以下步骤:
[0015] 将3‑5重量份二氧化硅、1‑5重量份三聚氰胺、0.1‑1重量份氧化镁、1‑3重量份三氧化二钇、1‑2重量份镁粉混合均匀,然后加入0.1‑0.5重量份三聚磷酸钠、10‑30重量份无水乙醇置于球磨机中球磨2‑5h,球磨的转速为100‑500r/min,最后干燥、过100目筛,在20‑30MPa压制成型,在氮气气氛下,加热是600‑700℃煅烧1‑2h,然后以1‑10℃/min升温至
1200‑1400℃煅烧3‑8h,得到YMgSiNC纳米带。
[0016] 本发明中引入YbF3、CaF2可以降低混合物的生成温度,降低液相粘度,增加材料扩散系数,从而使氮化硅、硅酸锆、碳化钽、氧化硼颗粒更加湿润,减少成核和生长的能量。YbF3相互作用改善晶玉材料的协助致密化,同时提高抗氧化性、机械性、透光率。但是CaF2在高温造成坯体过烧,窑炉温度难以控制,温度稍低时晶玉材料坯体透光率极差,温度稍高时易过烧形成蜂窝状,造成坯体破坏强度偏低。
[0017] 在上述基础上引入YMgSiNC纳米带可以提供Mg2+,从而降低硅酸盐玻璃的熔点。与氧化镁相比,在液相中没有引入额外的氧原子。YbF3、CaF2、YMgSiNC添加形成的液相对氮化硅、硅酸锆、碳化钽、氧化硼颗粒的相对密度有强烈的影响。YbF3、CaF2、YMgSiNC具有较高的加氧结合或脱氧能力,可以防止或减少氧原子向氮化硅晶格中的溶解,同时YbF3、CaF2、YMgSiNC的引入会在烧结过程中产生更广泛的液相,足够的液相有利于粒子的重排,从而促进了晶玉材料的致密化,降低坯体的气孔率,提高晶玉材料的致密度,进而改善透光率;YbF3、CaF2、YMgSiNC非氧化物质可以消除固有的二氧化硅和增加晶界相的N/O比抑制氧原子溶解到氮化硅晶格,从而提高晶玉材料的导热系数。
[0018] 本发明将坯体原料、色料通过辅助剂进行混合,提高浆料的均匀性、分体流动性及其坯体层的强度,减少有机物到气孔形成的促进作用,进一步减少气孔。
[0019] 本发明还公开一种20mm晶玉材料的制备方法。
[0020] 一种20mm晶玉材料的制备方法,包括以下步骤:
[0021] 步骤1:将坯体原料、色料、辅助剂、水混合均匀进行球磨,得到坯体层浆料;通过喷雾造粒塔喷粉将坯体层浆料制成坯料;
[0022] 步骤2:将上述坯料经数码布料机按照预设图案进行布料,然后采用辊压机经预辊压制成型,压力为90‑100MPa,得到坯体层及布施在坯体层表面的图案层;
[0023] 步骤3:将上述坯体层及布施在坯体层表面的图案层进行低温慢烘,得到生坯;
[0024] 其中步骤3中所述低温慢烘的具体操作为:前段温度控制在120‑130℃,反应时间50‑55min;后段温度控制在180‑200℃,干燥时间50‑55min;
[0025] 步骤4:将上述生坯在800‑900℃煅烧30‑40min,然后升温至1150‑1220℃煅烧140‑170min,最后对正反面进行抛光,得到晶玉材料,其中晶玉材料的厚度为20mm。
[0026] 步骤1中所述坯料的水分含量为10‑10.5%;
[0027] 步骤2中采用辊压机经预辊压制成型,保证顺畅排气,成型稳定。
[0028] 步骤3中采用低温慢烘的目的是保证水分的顺利排出;
[0029] 步骤4中煅烧的前期采用的低温,即800‑900℃煅烧;后期升温至1150‑1220℃煅烧,目的是保证排水顺利,氧化分解段拉长。
[0030] 步骤4中的升温速率为5‑10℃/min;
[0031] 本发明的有益效果:
[0032] 本发明中以高白高岭土、高白钾长石、高白霞石粉、石英粉、硅酸锆、熔块、氧化硼、氮化硅、碳化钽、助剂为原料制备的晶玉材料具有高透光率、高机械强度,同时晶玉材料润白、表现出玉质感,且底纹和面上的图案一致。
[0033] 本发明中引入助剂,YbF3、CaF2、YMgSiNC具有较高的加氧结合或脱氧能力,可以防止或减少氧原子向氮化硅晶格中的溶解,同时YbF3、CaF2、YMgSiNC的引入会在烧结过程中产生更广泛的液相,足够的液相有利于粒子的重排,从而促进了晶玉材料的致密化,降低坯体的气孔率,提高晶玉材料的致密度,进而改善透光率;YbF3、CaF2、YMgSiNC非氧化物质可以消除固有的二氧化硅和增加晶界相的N/O比抑制氧原子溶解到氮化硅晶格,从而提高晶玉材料的导热系数。

具体实施方式

[0034] 使用具体化学物质的参数,来源。
[0035] 高白高岭土,白度:88‑89%,购买自灵寿县远大云母厂。
[0036] 高白钾长石,白度:85%,购买自广西梧州市上林马督建材有限公司。
[0037] 高白霞石粉,白度为80‑95%,购买自灵寿县凯浩铭矿产品加工厂。
[0038] 实施例中所述熔块,由以下重量百分比原料组成:50%SiO2、22%Al2O3、8%CaO、1%MgO、2%K2O、10%Na2O、3.5%BaO、1%Li2O、1.5%P2O5、1%CaF2。
[0039] 聚乙烯醇缩丁醛,Butvar® B‑98,Mw=40000‑70000,购买自上海科拉曼试剂有限公司。实施例1
[0040] 一种20mm晶玉材料的制备方法,包括以下步骤:
[0041] 步骤1:将坯体原料、银灰色料、水混合均匀进行球磨,得到坯体层浆料;通过喷雾造粒塔喷粉将坯体层浆料制成坯料;其中所述坯料的水分含量为10%;
[0042] 步骤2:将上述坯料经数码布料机按照预设图案进行布料,然后采用辊压机经预辊压制成型,压力为100MPa,得到坯体层及布施在坯体层表面的图案层;
[0043] 步骤3:将上述坯体层及布施在坯体层表面的图案层进行低温慢烘,得到生坯;其中步骤3中所述低温慢烘的具体操作为:前段温度控制在125℃,反应时间55min;后段温度控制在190℃,干燥时间55min;
[0044] 步骤4:将上述生坯在900℃煅烧30min,然后以10℃/min速率升温至1200℃煅烧150min,最后对正反面进行抛光,得到晶玉材料,其中晶玉材料的厚度为20mm。
[0045] 所述坯体原料包括以下重量份原料:20重量份高白高岭土、5重量份高白钾长石、3重量份高白霞石粉、4重量份石英粉、15重量份硅酸锆、20重量份熔块、5重量份氧化硼、10重量份氮化硅、10重量份碳化钽。
[0046] 所述坯体原料的颗粒级配质量百分比如下:20目为2%,30‑40目为10%,60目为71%,100目为15%,100目以上2%。
[0047] 其中高白高岭土的含铁量均≤0.2%;所述高白钾长石、高白霞石粉的含铁量均≤0.1%。
[0048] 其中银灰色料占坯体原料总质量的3%;实施例2
[0049] 一种20mm晶玉材料的制备方法,包括以下步骤:
[0050] 步骤1:将坯体原料、银灰色料、辅助剂、水混合均匀进行球磨,得到坯体层浆料;通过喷雾造粒塔喷粉将坯体层浆料制成坯料;其中所述坯料的水分含量为10%;
[0051] 步骤2:将上述坯料经数码布料机按照预设图案进行布料,然后采用辊压机经预辊压制成型,压力为100MPa,得到坯体层及布施在坯体层表面的图案层;
[0052] 步骤3:将上述坯体层及布施在坯体层表面的图案层进行低温慢烘,得到生坯;其中步骤3中所述低温慢烘的具体操作为:前段温度控制在125℃,反应时间55min;后段温度控制在190℃,干燥时间55min;
[0053] 步骤4:将上述生坯在900℃煅烧30min,然后以10℃/min速率升温至1200℃煅烧150min,最后对正反面进行抛光,得到晶玉材料,其中晶玉材料的厚度为20mm。
[0054] 所述坯体原料包括以下重量份原料:20重量份高白高岭土、5重量份高白钾长石、3重量份高白霞石粉、4重量份石英粉、15重量份硅酸锆、20重量份熔块、5重量份氧化硼、10重量份氮化硅、10重量份碳化钽。
[0055] 所述坯体原料的颗粒级配质量百分比如下:20目为2%,30‑40目为10%,60目为71%,100目为15%,100目以上2%。
[0056] 其中高白高岭土的含铁量均≤0.2%;所述高白钾长石、高白霞石粉的含铁量均≤0.1%。
[0057] 所述辅助剂由γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛按质量比1:3混合而成。
[0058] 其中银灰色料占坯体原料总质量的3%;辅助剂占坯体原料与银灰色料总质量的2%;
实施例3
[0059] 一种20mm晶玉材料的制备方法,包括以下步骤:
[0060] 步骤1:将坯体原料、银灰色料、辅助剂、水混合均匀进行球磨,得到坯体层浆料;通过喷雾造粒塔喷粉将坯体层浆料制成坯料;其中所述坯料的水分含量为10%;
[0061] 步骤2:将上述坯料经数码布料机按照预设图案进行布料,然后采用辊压机经预辊压制成型,压力为100MPa,得到坯体层及布施在坯体层表面的图案层;
[0062] 步骤3:将上述坯体层及布施在坯体层表面的图案层进行低温慢烘,得到生坯;其中步骤3中所述低温慢烘的具体操作为:前段温度控制在125℃,反应时间55min;后段温度控制在190℃,干燥时间55min;
[0063] 步骤4:将上述生坯在900℃煅烧30min,然后以10℃/min速率升温至1200℃煅烧150min,最后对正反面进行抛光,得到晶玉材料,其中晶玉材料的厚度为20mm。
[0064] 所述坯体原料包括以下重量份原料:20重量份高白高岭土、5重量份高白钾长石、3重量份高白霞石粉、4重量份石英粉、15重量份硅酸锆、20重量份熔块、5重量份氧化硼、10重量份氮化硅、10重量份碳化钽、8重量份助剂。
[0065] 所述坯体原料的颗粒级配质量百分比如下:20目为2%,30‑40目为10%,60目为71%,100目为15%,100目以上2%。
[0066] 其中高白高岭土的含铁量均≤0.2%;所述高白钾长石、高白霞石粉的含铁量均≤0.1%。
[0067] 所述辅助剂由γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛按质量比1:3混合而成。
[0068] 其中银灰色料占坯体原料总质量的3%;辅助剂占坯体原料与银灰色料总质量的2%;
[0069] 所述助剂由YbF3、CaF2纳米带按质量比1:0.5混合而成。实施例4
[0070] 一种20mm晶玉材料的制备方法,包括以下步骤:
[0071] 步骤1:将坯体原料、银灰色料、辅助剂、水混合均匀进行球磨,得到坯体层浆料;通过喷雾造粒塔喷粉将坯体层浆料制成坯料;其中所述坯料的水分含量为10%;
[0072] 步骤2:将上述坯料经数码布料机按照预设图案进行布料,然后采用辊压机经预辊压制成型,压力为100MPa,得到坯体层及布施在坯体层表面的图案层;
[0073] 步骤3:将上述坯体层及布施在坯体层表面的图案层进行低温慢烘,得到生坯;其中步骤3中所述低温慢烘的具体操作为:前段温度控制在125℃,反应时间55min;后段温度控制在190℃,干燥时间55min;
[0074] 步骤4:将上述生坯在900℃煅烧30min,然后以10℃/min速率升温至1200℃煅烧150min,最后对正反面进行抛光,得到晶玉材料,其中晶玉材料的厚度为20mm。
[0075] 所述坯体原料包括以下重量份原料:20重量份高白高岭土、5重量份高白钾长石、3重量份高白霞石粉、4重量份石英粉、15重量份硅酸锆、20重量份熔块、5重量份氧化硼、10重量份氮化硅、10重量份碳化钽、8重量份助剂。
[0076] 所述坯体原料的颗粒级配质量百分比如下:20目为2%,30‑40目为10%,60目为71%,100目为15%,100目以上2%。
[0077] 其中高白高岭土的含铁量均≤0.2%;所述高白钾长石、高白霞石粉的含铁量均≤0.1%。
[0078] 所述辅助剂由γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛按质量比1:3混合而成。
[0079] 其中银灰色料占坯体原料总质量的3%;辅助剂占坯体原料与银灰色料总质量的2%;
[0080] 所述助剂由CaF2、YMgSiNC纳米带按质量比1.5:4混合而成。
[0081] 所述YMgSiNC纳米带的制备方法,包括以下步骤:
[0082] 将5重量份二氧化硅、5重量份三聚氰胺、1重量份氧化镁、3重量份三氧化二钇、2重量份镁粉混合均匀,然后加入0.5重量份三聚磷酸钠、30重量份无水乙醇置于球磨机中球磨3h,球磨的转速为300r/min,最后干燥、过100目筛,在25MPa压制成型,在氮气气氛下,加热是650℃煅烧2h,然后以10℃/min升温至1400℃煅烧6h,得到YMgSiNC纳米带。
实施例5
[0083] 一种20mm晶玉材料的制备方法,包括以下步骤:
[0084] 步骤1:将坯体原料、银灰色料、辅助剂、水混合均匀进行球磨,得到坯体层浆料;通过喷雾造粒塔喷粉将坯体层浆料制成坯料;其中所述坯料的水分含量为10%;
[0085] 步骤2:将上述坯料经数码布料机按照预设图案进行布料,然后采用辊压机经预辊压制成型,压力为100MPa,得到坯体层及布施在坯体层表面的图案层;
[0086] 步骤3:将上述坯体层及布施在坯体层表面的图案层进行低温慢烘,得到生坯;其中步骤3中所述低温慢烘的具体操作为:前段温度控制在125℃,反应时间55min;后段温度控制在190℃,干燥时间55min;
[0087] 步骤4:将上述生坯在900℃煅烧30min,然后以10℃/min速率升温至1200℃煅烧150min,最后对正反面进行抛光,得到晶玉材料,其中晶玉材料的厚度为20mm。
[0088] 所述坯体原料包括以下重量份原料:20重量份高白高岭土、5重量份高白钾长石、3重量份高白霞石粉、4重量份石英粉、15重量份硅酸锆、20重量份熔块、5重量份氧化硼、10重量份氮化硅、10重量份碳化钽、8重量份助剂。
[0089] 所述坯体原料的颗粒级配质量百分比如下:20目为2%,30‑40目为10%,60目为71%,100目为15%,100目以上2%。
[0090] 其中高白高岭土的含铁量均≤0.2%;所述高白钾长石、高白霞石粉的含铁量均≤0.1%。
[0091] 所述辅助剂由γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛按质量比1:3混合而成。
[0092] 其中银灰色料占坯体原料总质量的3%;辅助剂占坯体原料与银灰色料总质量的2%;
[0093] 所述助剂由YbF3、YMgSiNC纳米带按质量比1.5:4混合而成。
[0094] 所述YMgSiNC纳米带的制备方法,包括以下步骤:
[0095] 将5重量份二氧化硅、5重量份三聚氰胺、1重量份氧化镁、3重量份三氧化二钇、2重量份镁粉混合均匀,然后加入0.5重量份三聚磷酸钠、30重量份无水乙醇置于球磨机中球磨3h,球磨的转速为300r/min,最后干燥、过100目筛,在25MPa压制成型,在氮气气氛下,加热是650℃煅烧2h,然后以10℃/min升温至1400℃煅烧6h,得到YMgSiNC纳米带。
实施例6
[0096] 一种20mm晶玉材料的制备方法,包括以下步骤:
[0097] 步骤1:将坯体原料、银灰色料、辅助剂、水混合均匀进行球磨,得到坯体层浆料;通过喷雾造粒塔喷粉将坯体层浆料制成坯料;其中所述坯料的水分含量为10%;
[0098] 步骤2:将上述坯料经数码布料机按照预设图案进行布料,然后采用辊压机经预辊压制成型,压力为100MPa,得到坯体层及布施在坯体层表面的图案层;
[0099] 步骤3:将上述坯体层及布施在坯体层表面的图案层进行低温慢烘,得到生坯;
[0100] 其中步骤3中所述低温慢烘的具体操作为:前段温度控制在125℃,反应时间55min;后段温度控制在190℃,干燥时间55min;
[0101] 步骤4:将上述生坯在900℃煅烧30min,然后以10℃/min速率升温至1200℃煅烧150min,最后对正反面进行抛光,得到晶玉材料,其中晶玉材料的厚度为20mm。
[0102] 所述坯体原料包括以下重量份原料:20重量份高白高岭土、5重量份高白钾长石、3重量份高白霞石粉、4重量份石英粉、15重量份硅酸锆、20重量份熔块、5重量份氧化硼、10重量份氮化硅、10重量份碳化钽、8重量份助剂。
[0103] 所述坯体原料的颗粒级配质量百分比如下:20目为2%,30‑40目为10%,60目为71%,100目为15%,100目以上2%。
[0104] 其中高白高岭土的含铁量均≤0.2%;所述高白钾长石、高白霞石粉的含铁量均≤0.1%。
[0105] 所述辅助剂由γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛按质量比1:3混合而成。
[0106] 其中银灰色料占坯体原料质量的3%;辅助剂占坯体原料与银灰色料总质量的2%;
[0107] 所述助剂由YbF3、CaF2、YMgSiNC纳米带按质量比1:0.5:4混合而成。
[0108] 所述YMgSiNC纳米带的制备方法,包括以下步骤:
[0109] 将5重量份二氧化硅、5重量份三聚氰胺、1重量份氧化镁、3重量份三氧化二钇、2重量份镁粉混合均匀,然后加入0.5重量份三聚磷酸钠、30重量份无水乙醇置于球磨机中球磨3h,球磨的转速为300r/min,最后干燥、过100目筛,在25MPa压制成型,在氮气气氛下,加热是650℃煅烧2h,然后以10℃/min升温至1400℃煅烧6h,得到YMgSiNC纳米带。
测试例1
[0110] 抗弯强度测试:参照GB/T 4741‑1999《陶瓷材料抗弯强度试验方法》中的方法及步骤进行对各实施例得到的晶玉材料进行抗弯强度测试。其中试样为长120mm,宽厚比为1:1的长方体试样,每组准备10根。测试结果取算术平均值作为该试样的抗弯强度值,数据修约到0.1MPa。
[0111] 表1 20mm晶玉材料的抗弯强度测试结果
[0112]抗弯强度(MPa)
实施例1 34.7
实施例2 37.9
实施例3 40.5
实施例4 42.8
实施例5 44.2
实施例6 46.6
[0113] 实施例6制备的20mm晶玉材料具有良好的抗弯强度,其可能的原因是:本发明中引入YbF3、CaF2可以降低混合物的生成温度,降低液相粘度,增加材料扩散系数,从而使氮化硅、硅酸锆、碳化钽、氧化硼颗粒更加湿润,减少成核和生长的能量。YbF3相互作用改善晶玉材料的协助致密化,同时提高抗氧化性、机械性、透光率。但是CaF2在高温造成坯体过烧,窑炉温度难以控制,温度稍低时晶玉材料坯体透光率极差,温度稍高时易过烧形成蜂窝状,造成坯体破坏强度偏低。
[0114] 在上述基础上引入YMgSiNC纳米带可以提供Mg2+,从而降低硅酸盐玻璃的熔点。与氧化镁相比,在液相中没有引入额外的氧原子。YbF3、CaF2、YMgSiNC添加形成的液相对氮化硅、硅酸锆、碳化钽、氧化硼颗粒的相对密度有强烈的影响。YbF3、CaF2、YMgSiNC具有较高的加氧结合或脱氧能力,可以防止或减少氧原子向氮化硅晶格中的溶解,同时YbF3、CaF2、YMgSiNC的引入会在烧结过程中产生更广泛的液相,足够的液相有利于粒子的重排,从而促进了晶玉材料的致密化,降低坯体的气孔率,提高晶玉材料的致密度,进而改善透光率;YbF3、CaF2、YMgSiNC非氧化物质可以消除固有的二氧化硅和增加晶界相的N/O比抑制氧原子溶解到氮化硅晶格,从而提高晶玉材料的导热系数。
[0115] 本发明将坯体原料、色料通过辅助剂进行混合,提高浆料的均匀性、分体流动性及其坯体层的强度,减少有机物到气孔形成的促进作用,进一步减少气孔。
[0116] 测试例2
[0117] 20mm晶玉材料的白度测试参照推荐性行业标准QB/T 1503‑2011《日用陶瓷吧白度测定方法》中的方法及步骤进行。每实施例准备符合标准的试样3件,试样平整面大小满足仪器探头的测定要求。试样待测面为无彩饰的白色部分,表面清洁、平整、无裂纹及其他伤痕。
[0118] 表2 20mm晶玉材料的白度测试结果
[0119] 白度实施例1 61
实施例2 65
实施例3 72
实施例4 74
实施例5 77
实施例6 80
[0120] 根据陶瓷白度等级分类,白度≥75的为优等品,70≤白度<75的为一等品,白度<70的为合格品。本申请制备的20mm晶玉材料的白度均达到了优等品的水平。
[0121] 测试例3
[0122] 热稳定性测试:分别取各实施例制备的晶玉材料5块作为试样,置于250℃条件下保温360分钟,保温结束后取出试样并进行核算,在15s内急速投入温度为24℃的水中浸泡10分钟,其中,水的重量与试样重量之比为10:1,取出试样用布揩干,涂上红色墨水,检查有无裂纹,24h后再复查一次,产生裂纹越少,试样的热稳定性越好。
[0123] 表3 20mm晶玉材料的热稳定性测试结果
[0124]热稳定性
实施例1 3块有裂纹
实施例2 1块有裂纹
实施例3 无裂纹
实施例4 无裂纹
实施例5 无裂纹
实施例6 无裂纹
[0125] 本发明中以高白高岭土、高白钾长石、高白霞石粉、石英粉、硅酸锆、熔块、氧化硼、氮化硅、碳化钽、助剂为原料制备的晶玉材料具有高透光率、高机械强度,同时晶玉材料润白、表现出玉质感,且底纹和面上的图案一致。