專利名稱：陶瓷－微晶玻璃梯度復(fù)合板材及生產(chǎn)工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑裝飾材料領(lǐng)域，特別涉及一類陶瓷+微晶玻璃層復(fù)合梯度裝飾板材及其制造工藝。
微晶玻璃裝飾板材具有的強(qiáng)度、光澤度高，耐腐蝕，耐磨性好等優(yōu)良特性。但在微晶玻璃生產(chǎn)中，制得的燒結(jié)型微晶玻璃板材成本往往較高，其中很重要的原因是因?yàn)橹频冒宀男枰欢ǖ暮穸龋笥?2mm，因此需要大量的微晶玻璃渣料，而這一過程耗能、耗料，占用了相當(dāng)?shù)某杀?。在其后的晶化過程中需要用隧道窯或梭式窯，生產(chǎn)周期往往較長，較長的燒結(jié)時(shí)間造成了耗能的增大也是其中一個(gè)重要的方面。另外，在板材的磨平及拋光等工藝過程中工作量較大，需耗費(fèi)大量的人力物力。因此，如何降低微晶玻璃產(chǎn)品的成本實(shí)際上已成為燒結(jié)型微晶玻璃生產(chǎn)中面臨的主要問題之一。而傳統(tǒng)的陶瓷板材雖然成本較低，但由于其性能差，檔次低而難以在高檔次裝飾材料中占有一席之地。
據(jù)查詢，現(xiàn)有的一種微晶玻璃的飾面瓷質(zhì)磚專利僅僅是簡單的包括一個(gè)普通陶瓷基體和在基體表面燒結(jié)的一層由可析晶玻璃粒熱處理后析晶、而后拋光的微晶玻璃層。這種簡單的復(fù)合工藝使兩種材料的匹配很難。首先是它們的熱膨脹系數(shù)在0℃-1200℃之間很難一致，其次是兩種材料的相容性往往不好，陶瓷-微晶玻璃層兩者之間的結(jié)合強(qiáng)度不高。
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材及生產(chǎn)工藝方法，可利用傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)工藝中的輥道窯等設(shè)備，使燒結(jié)過程加快，使微晶玻璃裝飾板材的生產(chǎn)成本降低，且通過制備漸變的中間過渡層這一工藝，避免了燒結(jié)過程中產(chǎn)生熱應(yīng)力過大而引起的開裂，使陶瓷-微晶玻璃兩者之間的結(jié)合加強(qiáng)，復(fù)合材料的強(qiáng)度得到提高。同時(shí)該復(fù)合板材還具有的強(qiáng)度、光澤度高，耐腐蝕，耐磨性好等優(yōu)良特性。。
本發(fā)明提出的一種陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材，其特征在于，由從下至上結(jié)合為一體的陶瓷粉制成的底層，陶瓷粉和微晶玻璃渣料混合制成的中間過渡層和微晶玻璃渣料制成的表層。
所說的中間過渡層中成分可由下至上微晶玻璃渣料量逐漸增加，陶瓷粉逐漸減少。
所說的中間過渡層可包括至少一層，每層的兩種成分可含固定比例，形成板材垂直面中陶瓷-微晶玻璃含量的梯度分布。
本發(fā)明提出的一種生產(chǎn)上所述的陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材工藝方法，包括以下步驟1)備料普通陶瓷粉料，可晶化的玻璃渣料，使兩者的最高燒成溫度基本相同。烘干備用；2)將所說的陶瓷粉料過篩裝入模具內(nèi)壓制成型，制成帶邊沿的陶瓷板坯體；3)將所說的陶瓷粉體和玻璃渣料均勻布在陶瓷坯體上，陶瓷粉料隨布料過程逐漸減少為零，直至將玻璃渣料均勻分布在基板的四邊沿內(nèi)；4)將上述陶坯放入輥道窯中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)工藝與陶瓷地板基本相同。上述的第二步驟中，可在陶瓷粉料裝入模具內(nèi)后，在陶瓷粉料坯體上還勻布少許可結(jié)晶玻璃渣料，然后再壓制成帶邊沿的陶瓷板坯體。所說的陶瓷板厚可為5-12mm，上部邊沿高可為2-8mm。
本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于第一，在本發(fā)明工藝過程中升溫并保溫時(shí)，伴隨著陶瓷坯體的燒結(jié)成為基板，微晶玻璃層也同時(shí)開始流動(dòng)融合，并同時(shí)與陶瓷基板燒結(jié)成為一體，形成了與基板緊密結(jié)合的燒結(jié)微晶玻璃晶化層。由于在輥道窯制備的陶瓷板材保持了較高的平整度，因此得到的微晶玻璃層表面已可達(dá)到較好的平整度，從而減少了磨平、拋光的工作量。同時(shí)微晶玻璃表面層較薄，燒結(jié)過程中產(chǎn)生的氣孔較易排除，所以制得的板材表面可達(dá)到極低的氣孔率。
第二，陶瓷坯體經(jīng)燒結(jié)致密化成為陶瓷基板，玻璃渣在燒結(jié)過程中晶化并融合成為微晶玻璃表面層，其中間成為熱膨脹系數(shù)漸變的過渡層，基板和表面層之間經(jīng)過渡層以很緊密的方式連接。這樣得到的復(fù)合陶瓷——微晶玻璃材料可大幅度減少可結(jié)晶母體玻璃的用量，而且燒成速度快，產(chǎn)量高，降低了微晶玻璃材料的制造成本。制得的復(fù)合材料表面的微晶玻璃層保持了傳統(tǒng)微晶玻璃板材所具有的強(qiáng)度、光澤度高，耐腐蝕，耐磨性好等優(yōu)良特性。同時(shí)，引入過渡層，可以大大減輕陶瓷基體與微晶玻璃表面層之間的內(nèi)應(yīng)力，陶瓷和微晶玻璃層間結(jié)合緊密成為一整體，避免產(chǎn)品出現(xiàn)開裂。
第三，利用輥道窯進(jìn)行燒結(jié)，還可以實(shí)現(xiàn)快速晶化燒結(jié)，不僅產(chǎn)量高，而且不必采用棚板等模具，節(jié)省了模具的消耗以及加工、施工過程中的切割，磨邊等工作量。，降低了制造成本，并可實(shí)現(xiàn)稱量、裝料、壓制、入窯、出窯等工序的流水化作業(yè)，便于提高產(chǎn)量，縮短生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
第四，通過制備漸變的中間過渡層這一工藝，使燒結(jié)過程中各相的熱膨脹系數(shù)有一個(gè)漸變的過程，從而減小了由于層與層間熱收縮不匹配所造成的應(yīng)力，避免了熱處理過程中應(yīng)力不勻所引起的開裂，使陶瓷-微晶玻璃兩者之間的結(jié)合加強(qiáng)，復(fù)合材料的強(qiáng)度得到提高。
第五，陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材仍然保持了傳統(tǒng)微晶玻璃板材所具有的強(qiáng)度、光澤度高，耐腐蝕，耐磨性好等優(yōu)良特性。
附圖簡要說明

圖1為本發(fā)明的一種陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材實(shí)施例的俯視圖。
圖2為本發(fā)明的陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材實(shí)施例斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的一種陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材及其生產(chǎn)工藝實(shí)施例結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下
本發(fā)明的一種陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括由從下至上結(jié)合為一體的陶瓷粉制成帶邊沿的底層1，陶瓷粉和微晶玻璃渣料混合制成的中間過渡層2和微晶玻璃渣料制成的表層3。其中，底層1厚度為5-20mm，中間過渡層2的陶瓷-微晶玻璃成分呈漸變分布，其厚度為1-4mm，表層3厚度為1-4mm。
本實(shí)施例復(fù)合板材的生產(chǎn)工藝方法1、結(jié)晶玻璃渣的化學(xué)組成(重量％)SiO250-65 Al2O315-24 P2O51-10 Li2O 2-4Na2O 0-2 K2O 0-2 MgO 0-1.5 ZnO 1-5 CaO 4-9BaO 1-5 TiO20-5 ZrO20-1 As2O30-1.5將配合料在玻璃池窯中于1440-1530℃熔制成玻璃液，水淬成1-15mm的玻璃渣料。
2、將陶瓷粉料裝入模具內(nèi)后，在陶瓷粉料坯體上還勻布少許可結(jié)晶玻璃渣料，刮平，在模具內(nèi)壓制成表面上的四邊有高4-8mm的邊沿的平板，平板下面有凹凸紋理，板厚度為5-20mm，脫模干燥；3、將陶瓷粉體和玻璃渣料按照1∶4的比例均勻布在陶瓷坯體上，層厚1-3mm，然后布玻璃渣2-4mm，均勻分布在基板的四邊內(nèi)。將陶坯放入輥道窯中進(jìn)行升溫和燒結(jié)過程，升溫速度不大于200℃/h，并控制分別在800-950℃和1100-1200℃下保溫10-30分鐘和20-40分鐘，然后降溫冷卻并出窯，得到成品。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材，其特征在于，由從下至上結(jié)合為一體的陶瓷粉制成的底層，陶瓷粉和微晶玻璃渣料混合制成的中間過渡層和微晶玻璃渣料制成的表層。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合板材，其特征在于，所說的中間過渡層中成分由下至上微晶玻璃渣料量逐漸增加，陶瓷粉逐漸減少。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合板材，其特征在于，所說的中間過渡層包括至少一層，每層的兩種成分含固定比例，形成板材垂直面中陶瓷-微晶玻璃含量的梯度分布。
4.一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述的陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材工藝方法，包括以下步驟1)備料普通陶瓷粉料，可晶化的玻璃渣料，使兩者的最高燒成溫度基本相同，烘干備用；2)將所說的陶瓷粉料過篩裝入模具內(nèi)壓制成型，制成帶邊沿的陶瓷板坯體；3)將所說的陶瓷粉體和玻璃渣料均勻布在陶瓷坯體上，陶瓷粉料隨布料過程逐漸減少為零，直至將玻璃渣料均勻分布在基板的四邊沿內(nèi)；4)將上述陶坯放入輥道窯中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)工藝與陶瓷地板基本相同。
5.如權(quán)利要求4所述的陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材生產(chǎn)工藝方法，其特征在于，所說的第二步驟中，在陶瓷粉料裝入模具內(nèi)后，在陶瓷粉料坯體上還勻布少許可結(jié)晶玻璃渣料，然后再壓制成帶邊沿的陶瓷板坯體。
6.如權(quán)利要求4所述的陶瓷-微晶玻璃梯度復(fù)合板材生產(chǎn)工藝方法，其特征在于，所說的陶瓷板厚5-12mm，上部邊沿高2-8mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域。本發(fā)明利用普通陶瓷原料制成陶瓷坯體,將可結(jié)晶玻璃碎渣、陶瓷粉末分級(jí)分步布料,均勻覆蓋于陶瓷坯體上,經(jīng)過一次加熱燒結(jié)過程工藝,得到復(fù)合陶瓷一微晶玻璃材料。本發(fā)明可以大大減輕陶瓷基體與微晶玻璃表面層之間的內(nèi)應(yīng)力,避免產(chǎn)品出現(xiàn)開裂?？刹捎幂伒栏G等快速燒成生產(chǎn)工藝,不僅燒成速度快,產(chǎn)量高,節(jié)省了模具的消耗以及加工,降低了制造成本;同時(shí)具有強(qiáng)度、光澤度高,耐腐蝕,耐磨性好等優(yōu)良特性。
文檔編號(hào)C04B37/04GK1281788SQ0010960
公開日2001年1月31日 申請(qǐng)日期2000年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者梁華巍, 蔣洋 申請(qǐng)人:北京盛康寧科技開發(fā)有限公司