[发明专利]一种低膨胀建筑陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种低膨胀建筑陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。普通材料是采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧，这三种元素占地壳元素总量的90%，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。特种材料则是采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。

传统建筑陶瓷材料在常时间使用后会出现坯体开裂等现象而导致使用寿命缩短，这是由于其热膨胀系数较大、抗热震性差。热膨胀性是陶瓷材料的一项主要性能，当材料承受较大的温度变化时，热膨胀系数的大小直接影响了材料的使用性能，因此开发低膨胀陶瓷材料具有重要意义。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种低膨胀建筑陶瓷材料及其制备方法，通过将多种无机材料组合并加入正硅酸乙酯，降低陶瓷材料的热膨胀系数。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种低膨胀建筑陶瓷材料，由下列重量组份的各物质组成：氧化铝5-10份、氧化镁7-10份、二氧化钛3-7份、五氧化二锗4-8份、二氧化锰3-6份、钨酸钼4-9份、磷酸铌2-6份、硅酸钒1-4份、硫酸锡2-5份、紫云英5-11份、正硅酸乙酯10-20份。

优选的，所述氧化铝6-9份、氧化镁8-10份、二氧化钛4-6份、五氧化二锗5-7份、二氧化锰4-6份、钨酸钼5-8份、磷酸铌3-6份、硅酸钒1-3份、硫酸锡3-5份、紫云英8-11份、正硅酸乙酯15-18份。

优选的，所述氧化铝8份、氧化镁9份、二氧化钛5份、五氧化二锗6份、二氧化锰5份、钨酸钼7份、磷酸铌5份、硅酸钒2份、硫酸锡4份、紫云英10份、正硅酸乙酯17份。

一种低膨胀建筑陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将氧化铝5-10份、氧化镁7-10份、二氧化钛3-7份、五氧化二锗4-8份、二氧化锰3-6份、钨酸钼4-9份、磷酸铌2-6份、硅酸钒1-4份、硫酸锡2-5份、紫云英5-11份粉碎至80-100目，加入正硅酸乙酯10-20份，高速搅拌至均匀状态；

S2：将步骤S1中得到的物料在热压炉中，先以速率20-30℃/min升温至500-600℃，保温反应20-30min；接着以速率40-50℃/min升温至900-1100℃，保温反应30-50min；再以速率15-25℃/min升温至1300-1500℃，保温反应1-3h；待冷却后即可得到所述低膨胀建筑陶瓷材料。

优选的，步骤S1中搅拌的速率为800-1000r/min，搅拌30-40min。

优选的，步骤S2中先以速率25℃/min升温至580℃，保温反应25min；接着以速率45℃/min升温至1000℃，保温反应40min；再以速率20℃/min升温至1400℃，保温反应2h。

优选的，步骤S2中热压炉的压力为60-80MPa。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明所述一种低膨胀建筑陶瓷材料的制备方法，通过在氧化铝、氧化镁、二氧化钛等物质的基础上，加入钨酸钼、磷酸铌、硅酸钒、硫酸锡、紫云英成分，同时加入正硅酸乙酯起到分散均匀作用，进而制备得到热膨胀系数低、高强度的新型建筑陶瓷材料。本发明所述陶瓷材料在0～850℃的平均热膨胀系数为5.0×10^-7/℃～8.5×10^-7/℃，抗折强度为95～105Mpa。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

S1：将氧化铝5份、氧化镁7份、二氧化钛3份、五氧化二锗4份、二氧化锰3份、钨酸钼4份、磷酸铌2份、硅酸钒1份、硫酸锡2份、紫云英5份粉碎至80目，加入正硅酸乙酯10份，以速率800r/min搅拌40min至均匀状态；