[发明专利]连续玄武岩纤维增强的陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及陶瓷制品及其制备方法领域，特别是涉及一种连续玄武岩纤维增强的陶瓷复合材料及其制备方法。 

背景技术

    连续玄武岩纤维是以天然的火山喷出岩作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450℃~1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。CBF是继碳纤维、芳纶纤维、高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维，是一种新型的高技术无机纤维结构和功能材料，具有很多独特的优点，如：力学性能佳，耐高温性能好，可在-269~700℃范围内连续工作，耐酸耐碱，抗紫外线性能强，吸湿性低，有更好的耐环境性能，绝缘性能好，高温过滤性佳、抗辐射、良好的透波性能等。以玄武岩纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，是21世纪的高性能绿色新材料。 

玄武岩纤维增强复合材料以其出色的耐温性，抗拉强度，与硅酸盐的天然相容性，化学稳定性，热振稳定性，介电性等逐渐受到重视。目前工业结构领域对复合材料的应用还以碳纤维增强纤维为主，但随着近年来复合材料领域需求的增大，碳纤维增强复合材料的价格持续走高，价格低廉、但综合力学性能优越的玄武岩纤维复合材料逐渐体现出越来越多的优势。 

目前，陶瓷材料普遍存在韧性低、脆性大、易开裂的缺点，大大限制了它的应用范围，而且目前还未出现将玄武岩纤维与陶瓷结合的复合材料出现。 

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种连续玄武岩纤维增强的陶瓷复合材料及其制备方法，能够克服陶瓷材料普遍存在的韧性低、脆性大、易开裂的缺点，有阻裂抗裂可增韧增强的作用，扩大了陶瓷的使用范围。 

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种连续玄武岩纤维增强的陶瓷复合材料，包括重量配比为1:0~1的陶瓷和连续玄武岩纤维材料。 

在本发明一个较佳实施例中，所述连续玄武岩纤维为短切的玄武岩纤维。 

在本发明一个较佳实施例中，所述陶瓷成分包括：二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠和灼碱。 

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种连续玄武岩纤维增强的陶瓷复合材料的制备方法，包括以下的步骤： 

（1）将经过煅烧和细化处理后的陶瓷粉按各含量比混合，将所得陶瓷混合物加到玄武岩纤维颗粒中搅拌均匀；

（2）经过压机将原粉压制成型，压出陶瓷坯体后干燥；

（3）在窑内采用无压坯烧结工艺烧制而成。

在本发明一个较佳实施例中，所述搅拌时间为10~15分钟 

在本发明一个较佳实施例中，所述干燥时间为45~60分钟。

在本发明一个较佳实施例中，所述烧制温度为1000℃~1200℃。 

本发明的有益效果是：本发明将低成本的连续玄武岩纤维作为增强体与陶瓷进行混合，制成连续玄武岩纤维增强的陶瓷复合材料，充分发挥连续玄武岩纤维在材料结构中的增强、增韧和阻裂效应，克服陶瓷材料普遍存在的韧性低、脆性大、易开裂的缺点，有阻裂抗裂可增韧增强的作用，扩大了陶瓷的使用范围。 

具体实施方式

本发明连续玄武岩纤维增强的陶瓷复合材料包括重量配比为1:0~1的陶瓷和连续玄武岩纤维材料。 

进一步，连续玄武岩纤维为短切的玄武岩纤维。 

进一步，陶瓷成分包括：二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠和灼碱。 

连续玄武岩纤维增强的陶瓷复合材料的制备方法包括以下的步骤： 

（1）将经过煅烧和细化处理后的陶瓷粉按各含量比混合，将所得陶瓷混合物加到玄武岩纤维颗粒中搅拌均匀；

（2）经过压机将原粉压制成型，压出陶瓷坯体后干燥；

（3）在窑内采用无压坯烧结工艺烧制而成。

进一步，步骤（1）中搅拌时间为10~15分钟。 

进一步，步骤（2）中干燥时间为45~60分钟。 

进一步，步骤（3）中烧制温度为1000℃~1200℃。 

下面结合实施例进一步说明本发明： 

实施例1

选取经过煅烧和细化处理后的二氧化硅，氧化铝，氧化铁，氧化钙，氧化镁，氧化钾，氧化钠，灼碱混合的粉末，不添加玄武岩纤维材料的情况下搅拌10分钟，经过压机将原粉压制成型，压出陶瓷坯体后干燥45分钟后在窑内经1000℃采用无压坯烧结工艺烧制而成。

实施例2