[发明专利]一种预应力陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种预应力陶瓷及其制备方法，包括坯体和位于坯体表面的第一预应力层，第一预应力层热膨胀系数小于坯体的热膨胀系数；第一预应力层的原料包括方解石、高岭土、石英、锂辉石、氧化锌、碳酸钡和熔块；其中，熔块的原料包括高岭土、石英、滑石、白云石、氧化铝、氧化锌、硅灰石和锂辉石。本发明的预应力陶瓷，通过在坯体的表面和底面均分别设置有第一预应力层，当陶瓷受到外部一定的张应力时会被第一预应力层的预应力所抵消，从而大大提高陶瓷的强度和韧性，避免陶瓷结构被破坏，解决了现有陶瓷耐冲击能力较低和强度低的问题，优选的，本发明的预应力陶瓷为建筑陶瓷领域。

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种预应力陶瓷及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的不断增长，人们对生活质量的要求也不断提高，导致对物质的需求也越来越高，尤其表现在对建筑陶瓷方面，不仅要求外形精致美观，而且要具备优异的性能。众所周知，陶瓷存在脆性大、耐冲击能力较低、强度低、厚重、不易运输的缺点，容易承受不住应力集中导致断裂。因此，如何提高陶瓷的硬度是陶瓷企业一直以来所要攻克的目标。

目前，增强陶瓷强度的方法有：致密化增强、原位自生晶相增强、引入增强相增强和预应力增强等多种方式。致密化增强是通过对烧结条件的控制，来改善陶瓷在高温下的结晶效果，从而来提高陶瓷的强度，但采用致密化增强的方法增强幅度有限，对材料本身也具有局限性；原位自生晶相增强，主要是通过烧结提升晶体的大小，从而提高陶瓷的强度；引入增强相增强的方法一般采用物理增强的办法，采用原位自生晶相增强和引入增强相增强的方法对陶瓷强度增加的幅度也是有限的，达不到人们对陶瓷强度的要求。

预应力增强法是指通过一定的化学方法，在材料表面上形成预压应力层，当材料受到外部一定的张应力时会被预压应力层所抵消，从而提高材料的断裂强度，避免陶瓷结构被破坏。目前该项技术被应用于许多领域当中，如混凝土材料、牙科陶瓷和钢化玻璃等。但是，预应力增强法这项技术目前主要是应用于日用陶瓷，在建筑陶瓷领域应用较少，而且，在现有的预应力日用陶瓷制备中，为了使陶瓷具有预应力，需在陶瓷的六面均上涂层，不适用于大规模工业生产，也不适用于建筑陶瓷的生产。因此，如何将预应力增强法应用到建筑陶瓷上成为目前广泛研究学者所关注的问题。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种预应力陶瓷，通过在坯体的表面和底面均分别设置有第一预应力层和第二预应力层，当陶瓷受到外部一定的张应力时会被第一预应力层和第二预应力层所抵消，从而大大提高陶瓷的强度和韧性，避免陶瓷结构被破坏，解决了现有陶瓷耐冲击能力较低和强度低的问题，并且将预应力增强法应用到建筑陶瓷领域。

本发明的另一目的在于提成一种预应力陶瓷的制备方法，可以采用布料的方式压制成型或者是喷釉的方式在坯体的表面和底面分别设置有第一预应力层和第二预应力层，该制备方法简单，有利于实现工业化生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种预应力陶瓷，包括坯体和位于坯体表面的第一预应力层，所述第一预应力层热膨胀系数小于坯体的热膨胀系数；

所述第一预应力层的原料包括方解石、高岭土、石英、锂辉石、氧化锌、碳酸钡和熔块；

所述熔块的原料包括高岭土、石英、滑石、白云石、氧化铝、氧化锌、硅灰石和锂辉石。

进一步的，按重量份数，所述第一预应力层的原料包括方解石30~40份、高岭土5~15份、石英15~20份、锂辉石10~20份、氧化锌2~5份、碳酸钡5~10份和熔块10~20份。

进一步的，按重量份数，所述熔块的原料包括高岭土10~20份、石英10~20份、滑石5~20份、白云石10~25份、氧化铝5~10份、氧化锌1~4份、硅灰石10~15份和锂辉石5~10份。