[发明专利]一种以沙漠黄沙为主要原料的低膨胀建筑陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种以沙漠黄沙为主要原料的低膨胀建筑陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷材料以其耐高温、耐氧化、耐磨损、高硬度等特性，广泛应用于钢铁工业、汽车工业、航空航天、建筑行业、日常生活等众多领域。其中，建筑陶瓷是应用广泛的一类传统陶瓷材料，其市场需求量大，但普遍存在着抗热震性差、不能承受外界剧烈的高温低温变化等缺点，进而影响材料的使用寿命。

热膨胀性是陶瓷材料的一项主要性能，与热膨胀相关的性能包括材料的抗热震性、复合材料的力学性能、镀膜和涂层、封接和梯度功能以及精度测量等。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。然而，低膨胀陶瓷材料在建筑陶瓷方面的研究不多，主要原因在于材料成本较高、合成能耗较大等，使得低膨胀建筑陶瓷产业化步履艰难。而我国是建筑陶瓷消费及出口大国，并且随着工业生产的发展，对产品性能的要求也越来越高，为此，提高建筑陶瓷的热稳定性、延长其使用寿命以达到绿色建材的使用要求势在必行。

在低膨胀陶瓷材料中，堇青石材质因用途广泛而受到普遍重视和较多的研究，但目前大多数的研究均是采用传统的原料组成即高岭土-滑石-氧化铝、或者是用化学纯的系列氧化物制备堇青石，其生产成本较高，且烧成温度也较高(一般为1350～1400℃)。近年来，随着高岭土等陶瓷原料资源逐渐匮乏，利用工业废料或新原料制备高性能材料的研究已逐渐得以发展，这不仅有利于环境保护，符合国家的发展战略要求，同时也是新型环保陶瓷材料的发展趋势，以及我国建立资源、能源节约型社会的迫切要求。沙漠黄沙来源丰富，利用黄沙资源制备陶瓷材料，不仅能够节约生产成本、避免紧缺陶瓷原料资源的匮乏，而且可以充分利用土地资源，并为防沙、治沙和用沙提供新的思路和方法，对新型建筑陶瓷材料的发展以及环境保护均有着重要的实际价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种热膨胀系数低而具有良好抗热震性的、以沙漠黄沙为主要原料的低膨胀建筑陶瓷材料，以充分利用沙漠黄沙资源，从而更好地适应新型环保陶瓷材料的发展以及环境治理的需求。本发明的另一目的在于提供上述以沙漠黄沙为主要原料的低膨胀建筑陶瓷材料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种以沙漠黄沙为主要原料的低膨胀建筑陶瓷材料，其原料组成为：沙漠黄沙45～60wt％、菱镁矿10～25wt％、铝矾土30～45wt％。

进一步地，本发明所述材料主晶相为堇青石相。所述材料室温～800℃的平均热膨胀系数为3.00×10^-6/℃～4.5×10^-6/℃，抗折强度为45.00～85.00Mpa，吸水率＜3％。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的上述以沙漠黄沙为主要原料的低膨胀建筑陶瓷材料的制备方法如下：所述原料经配料、球磨、过筛、干燥、造粒、干压成型后，在1250～1330℃温度下烧结，保温时间为10～30min，即获得所述低膨胀建筑陶瓷材料。

上述方案中，本发明制备方法所述球磨时间为30～90min。

本发明具有以下有益效果：

沙漠黄沙来源丰富、成本低廉，本发明以沙漠黄沙为主要原料制备得到堇青石质低膨胀建筑陶瓷材料，实现了将沙漠黄沙大量用于原料需求巨大的建筑陶瓷生产中，而且所得低膨胀建筑陶瓷材料性能优异，热膨胀系数低，具有良好抗热震性，且吸水率低、致密性良好，有利于延长产品的使用寿命。本发明制备工艺简单，并降低了烧结温度；不仅减少了紧缺天然陶瓷原料的使用，有利于土地资源的充分利用，而且对于防沙、治沙和用沙等方面有着重要的战略意义。

附图说明

下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：

图1是本发明实施例制得的低膨胀建筑陶瓷材料的物相分析衍射图。

具体实施方式

本发明实施例一种以沙漠黄沙为主要原料的低膨胀建筑陶瓷材料，其原料组成为：沙漠黄沙45～60wt％、菱镁矿10～25wt％、铝矾土30～45wt％。

其中沙漠黄沙来自内蒙古库布其，其化学组成如表1所示。

表1本发明实施例沙漠黄沙的化学组成(％)