[发明专利]一种轻质陶瓷复合薄板的制备方法

说明书

本发明提供一种轻质陶瓷复合薄板的制备方法。包括以下步骤：（1）将多晶莫来石纤维、粘结剂和水混合均匀，配制成纤维分散液；（2）将陶瓷粉料加入到所得纤维分散液中，配制成混合悬浮液；（3）将所得混合悬浮液倒入真空抽滤装置，经真空抽滤后得到纤维增强陶瓷素坯；（4）将所得纤维增强陶瓷素坯素烧，得到陶瓷薄板坯体；（5）将所得陶瓷薄板坯体放入真空抽滤装置中，并倒入含有陶瓷粉料和粘结剂的悬浮液进行真空吸渗处理，得到真空吸渗后的陶瓷薄板坯体；（6）将所得真空吸渗后的陶瓷薄板坯体烧结，得到所述轻质陶瓷复合薄板。本发明可以大幅度提升陶瓷薄板内纤维的体积分数，有效的避免纤维的损伤，提高纤维强韧化效果。

技术领域

本发明属于陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种轻质陶瓷复合薄板及其制备方法。

背景技术

陶瓷薄板以其节能降耗、清洁环保、轻质高强等特点，使传统建筑陶瓷发生了重大变革，建筑陶瓷薄型化已成为行业未来发展趋势。然而，目前陶瓷薄板主要还是依靠调节原材料配比，采用高吨位压机降低陶瓷坯体孔隙率来提高薄板的强度和韧性，原材料成本高，设备要求高，限制了陶瓷薄板的推广应用。纤维增强是提高陶瓷材料强度和韧性的有效手段。中国发明专利ZL201510266745.7（CN 104926344 B）公开了一种“硅酸铝纤维增强氧化物陶瓷及其制备方法”以氧化物溶胶为先驱体，对硅酸铝纤维织物进行真空浸渍，然后进行凝胶化，再经高温陶瓷化后，制得硅酸铝纤维增强氧化物陶瓷。但是该复合材料的成本和制备流程都难以在建筑陶瓷行业应用。

发明内容

鉴于以上缺陷，本发明的目的在于提供一种轻质陶瓷复合薄板及其制备方法，该陶瓷复合板具有密度低、强度、梯度孔隙结构，且制备方法简单、成本低，适用于功能陶瓷薄板材的生产。

一方面，本发明提供了一种轻质陶瓷复合薄板，所述轻质陶瓷复合薄板包括陶瓷薄板基体和分布于所述陶瓷薄板基体中的多晶莫来石纤维，所述轻质陶瓷复合薄板在厚度方向上具有梯度孔隙结构。

较佳地，所述轻质陶瓷复合薄板中，多晶莫来石纤维的体积分数为10～30%。

较佳地，所述轻质陶瓷复合薄板的密度为1.5～2.0 g/cm³，弯曲强度＞80MPa。

另一方面，本发明提供了一种轻质陶瓷复合薄板的制备方法，包括以下步骤：

（1）将多晶莫来石纤维、粘结剂和水混合均匀，配制成纤维分散液；

（2）将陶瓷粉料加入到所得纤维分散液中，配制成混合悬浮液；

（3）将所得混合悬浮液倒入真空抽滤装置，经真空抽滤后得到纤维增强陶瓷素坯；

（4）将所得纤维增强陶瓷素坯素烧，得到陶瓷薄板坯体；

（5）将所得陶瓷薄板坯体放入真空抽滤装置中，并倒入含有陶瓷粉料和粘结剂的悬浮液进行真空吸渗处理，得到真空吸渗后的陶瓷薄板坯体；

（6）将所得真空吸渗后的陶瓷薄板坯体烧结，得到所述轻质陶瓷复合薄板。

在本公开中，利用多晶莫来石纤维作为增强体，并引入粘结剂，陶瓷粉料作为基体，采用真空吸渗（真空抽滤）-低温烧结（素烧）制备多孔陶瓷薄板坯体，低温烧结使得纤维与基体成为一个整体，增大素坯的强度，避免吸渗的过程中素坯的开裂和变形。再选用含有陶瓷粉料和粘结剂的悬浮液作为原料，利用二次真空吸渗处理的方法将陶瓷粉料和粘结剂填补在多孔陶瓷薄板坯体的表层空隙，从而形成的梯度孔隙结构，再经过高温烧结制得具有梯度孔隙结构的轻质陶瓷复合薄板。粘结剂的存在使得陶瓷粉料和陶瓷薄板坯体紧密结合。

较佳地，步骤（1）中，所述多晶莫来石纤维的使用温度＞1400℃，直径为3μm～5μm，长度为5～10 mm；所述粘结剂为硅溶胶，优选地，硅溶胶中SiO₂的质量浓度为20～30%。