一種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗及其制備方法，屬于陶瓷材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 碗作為生活的重要組成部分與人們的日常生活密切相關(guān)，是飲食活動(dòng)中不可缺 少的最為重要的用具，尤其是在中國(guó)使用極為廣泛，是中國(guó)飲食器具中的必需品。我國(guó)自 古就有用瓷土、石英砂等原料燒制精細(xì)的陶瓷碗，作為飲食器皿并因其實(shí)用性和審美性沿 用至今。時(shí)至今日，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已出現(xiàn)了許多可以代替瓷碗的材料，如不銹鋼、塑 料等，與這些材料制成的碗相比，傳統(tǒng)陶瓷碗存在著機(jī)械強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，使用過(guò)程中出現(xiàn)破 裂現(xiàn)象，另外目前市場(chǎng)上的陶瓷碗還存在抗菌抑菌性能差的缺點(diǎn)，容易滋生大量細(xì)菌，不利 于飲食健康與安全。因此，急需開(kāi)發(fā)一種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗，以提高陶瓷碗的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗及其 制備方法，本發(fā)明制得的陶瓷碗具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，能夠大大減少陶瓷碗的破裂。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] 一種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗，由以下重量份的原料制成：硅藻土 24-38、天然海 洋石36-52、藍(lán)方石14-22、納米金剛石16-28、鋰云母24-38、氯化鈣4-7、高鐵酸鈉5-9、聚 乙烯吡咯烷酮10-15、蔗糖硬脂酸酯3-6、十二烷基硫酸鈉2-3、羥乙基纖維素4-8、納米抗菌 粉 6-12 ;
[0006] 所述納米抗菌粉的制備方法如下：（1)取以下重量份的原料：玉石粉4-8、貝殼粉 3-6、鈦酸四丁酯10-15、無(wú)水乙醇50-60、蒸餾水2-3、冰醋酸8-12、硝酸銀4-6、硝酸銅3-5 ; (2) 將鈦酸四丁酯與占醇總量55-65%的無(wú)水乙醇混合，磁力攪拌20-30min，得混合液A ; (3) 將蒸餾水、冰醋酸以及剩余的無(wú)水乙醇混合，磁力攪拌15-25min，得混合液B ; (4)在磁 力攪拌下，將混合液B逐滴加入到混合液A中，滴加完后加入玉石粉和貝殼粉，超聲攪拌 0. 5-lh，再在室溫下靜置24-48h，將得到的凝膠在70-80°C下干燥10_15h，研磨成粉末；（5) 將上述所制得的粉末放入馬弗爐中，在450-550°C下熱處理l_2h，隨爐冷卻至常溫，粉碎， 過(guò)篩即得所需的納米抗菌粉。
[0007] 一種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗的制備方法，包括以下步驟：
[0008] (1)取硅藻土、天然海洋石、藍(lán)方石、鋰云母混合均勻，粉碎，過(guò)80-120目篩后浸泡 于8-10倍量的25%過(guò)氧化氫水溶液中，浸泡1.5-211，再用膠體磨在1500-200017/1^11的轉(zhuǎn) 速下研磨15-20min，將研磨后的漿液在低于-20°C的溫度下靜置0. 5-lh，再置于常溫下超 聲波處理25-35min，過(guò)濾，洗滌干凈，烘干，待用；
[0009] ⑵取納米金剛石、氯化鈣、高鐵酸鈉與步驟⑴制得的粉體混合均勾，加適量的 水打漿制成濃度為50-55%的漿液，紫外光照射I. 5-2. 5h，再加入余下原料，水浴加熱至 65-75°C，在1000_1500r/min的轉(zhuǎn)速下研磨20-30min，然后將研磨后的漿料放入模具中通 過(guò)真空壓力注漿成型，成型壓力為24-28MPa ;
[0010] (3)將步驟（2)制得的生坯在50-60°C的溫度下進(jìn)行干燥，干燥至坯料含水量低于 3% ；
[0011] (4)將上述得到的干坯置于熱等靜壓燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行處理，以氮?dú)庾鳛榧訅航橘|(zhì)，加 壓90-110MPa，升溫至1170-1260°C，保溫l_2h，隨爐冷卻至常溫；
[0012] (5)對(duì)上述熱等靜壓燒結(jié)后的干坯進(jìn)行彩繪，再進(jìn)行上釉，然后進(jìn)行氣氛壓力燒結(jié) 處理：首先在2-3MPa的N2氣氛下升溫至1040-1120°C，保溫l_2h，再在真空氣氛下降溫至 650-720°C，保溫0. 5-lh，然后在2-3MPa的H2氣氛下升溫至1240-1280°C，保溫2-3h，再在 真空氣氛下降溫至620-680°C，保溫0.5-lh，隨爐冷卻常溫，包裝即得成品。
[0013] 上述納米抗菌粉末是以玉石粉、貝殼粉為載體，以Ag+、Cu2+為摻雜粒子制備得到 的改性納米TiO2粉體，安全環(huán)保，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)刺激性，不僅具有優(yōu)異的廣譜抗菌性能，對(duì) 包括細(xì)菌、真菌、支原體在內(nèi)的多種病原體都有很好的抑制或殺滅作用，殺菌率達(dá)到98%以 上，還具有良好的抗紫外線老化性和耐熱性，在高溫以及強(qiáng)紫外線下不分解、不揮發(fā)、不變 色、不變質(zhì)。
[0014] 本發(fā)明的有益效果：
[0015] 本發(fā)明采用納米金剛石作為增強(qiáng)體與硅藻土、天然海洋石、藍(lán)方石、納米鋰云母等 原料復(fù)合，經(jīng)燒結(jié)制造的陶瓷碗具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，與傳統(tǒng)陶瓷碗相比較，破壞強(qiáng)度平均 提高2-3倍，能夠大大減少陶瓷碗的破裂。
【具體實(shí)施方式】
[0016] -種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗，由以下重量（kg)的原料制成：硅藻土 34、天然海 洋石46、藍(lán)方石18、納米金剛石22、鋰云母32、氯化鈣5、高鐵酸鈉7、聚乙烯吡咯烷酮12、蔗 糖硬脂酸酯4. 5、十二烷基硫酸鈉2. 5、羥乙基纖維素6、納米抗菌粉9 ;
[0017] 所述納米抗菌粉的制備方法如下：（1)取以下重量（kg)的原料：玉石粉5、貝殼粉 4. 5、鈦酸四丁酯11、無(wú)水乙醇54、蒸餾水2、冰醋酸10、硝酸銀4. 5、硝酸銅4 ; (2)將鈦酸四 丁酯與占醇總量60%的無(wú)水乙醇混合，磁力攪拌25min，得混合液A ; (3)將蒸餾水、冰醋 酸以及剩余的無(wú)水乙醇混合，磁力攪拌20min，得混合液B ; (4)在磁力攪拌下，將混合液 B逐滴加入到混合液A中，滴加完后加入玉石粉和貝殼粉，超聲攪拌45min，再在室溫下靜 置36h，將得到的凝膠在75°C下干燥12h，研磨成粉末；（5)將上述所制得的粉末放入馬弗爐 中，在480°C下熱處理2h，隨爐冷卻至常溫，粉碎，過(guò)篩即得所需的納米抗菌粉。
[0018] 一種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗的制備方法，包括以下步驟：
[0019] (1)取硅藻土、天然海洋石、藍(lán)方石、鋰云母混合均勻，粉碎，過(guò)100目篩后浸泡于9 倍量的25%過(guò)氧化氫水溶液中，浸泡211，再用膠體磨在180〇1'/1^11的轉(zhuǎn)速下研磨161^11，將 研磨后的漿液在低于_20°C的溫度下靜置40min，再置于常溫下超聲波處理30min，過(guò)濾，洗 絳干凈，烘干，待用；
[0020] (2)取納米金剛石、氯化鈣、高鐵酸鈉與步驟（1)制得的粉體混合均勻，加適量 的水打漿制成濃度為52%的漿液，紫外光照射2h，再加入余下原料，水浴加熱至70°C，在 1200r/min的轉(zhuǎn)速下研磨25min，然后將研磨后的衆(zhòng)料放入模具中通過(guò)真空壓力注衆(zhòng)成型， 成型壓力為27MPa ;
[0021] (3)將步驟⑵制得的生坯在55°C的溫度下進(jìn)行干燥，干燥至坯料含水量低于 3% ；
[0022] (4)將上述得到的干坯置于熱等靜壓燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行處理，以氮?dú)庾鳛榧訅航橘|(zhì)，加 壓95MPa，升溫至1230°C，保溫I. 5h，隨爐冷卻至常溫；
[0023] (5)對(duì)上述熱等靜壓燒結(jié)后的干坯進(jìn)行彩繪，再進(jìn)行上釉，然后進(jìn)行氣氛壓力燒結(jié) 處理：首先在21^的隊(duì)氣氛下升溫至1080°C，保溫I. 5h，再在真空氣氛下降溫至690°C，保 溫0. 5h，然后在3MPa的H2氣氛下升溫至1260°C，保溫2h,再在真空氣氛下降溫至650°C， 保溫0. 5h，隨爐冷卻常溫，包裝即得成品。
[0024] 上述實(shí)施例所生產(chǎn)的陶瓷碗主要性能如下表所示：
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗，其特征在于，由以下重量份的原料制成：硅藻土 24-38、天然海洋石36-52、藍(lán)方石14-22、納米金剛石16-28、鋰云母24-38、氯化鈣4-7、 高鐵酸鈉5-9、聚乙烯吡咯烷酮10-15、蔗糖硬脂酸酯3-6、十二烷基硫酸鈉2-3、羥乙基纖 維素4-8、納米抗菌粉6-12 ; 所述納米抗菌粉的制備方法如下：（1)取以下重量份的原料：玉石粉4-8、貝殼粉3-6、 鈦酸四丁酯10-15、無(wú)水乙醇50-60、蒸餾水2-3、冰醋酸8-12、硝酸銀4-6、硝酸銅3-5; (2) 將鈦酸四丁酯與占醇總量55-65%的無(wú)水乙醇混合，磁力攪拌20-30min，得混合液A ; (3) 將蒸餾水、冰醋酸以及剩余的無(wú)水乙醇混合，磁力攪拌15-25min，得混合液B ; (4)在 磁力攪拌下，將混合液B逐滴加入到混合液A中，滴加完后加入玉石粉和貝殼粉，超聲攪 拌0. 5-lh，再在室溫下靜置24-48h，將得到的凝膠在70-80°C下干燥10_15h，研磨成粉末； (5)將上述所制得的粉末放入馬弗爐中，在450-550°C下熱處理l_2h，隨爐冷卻至常溫， 粉碎，過(guò)篩即得所需的納米抗菌粉。2. -種如權(quán)利要求1所述的納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗的制備方法，其特征在于包括以 下步驟： (1) 取硅藻土、天然海洋石、藍(lán)方石、鋰云母混合均勻，粉碎，過(guò)80-120目篩后浸泡于 8-10倍量的25%過(guò)氧化氫水溶液中，浸泡I. 5-2h，再用膠體磨在1500-2000r/min的轉(zhuǎn)速下 研磨15-20min，將研磨后的漿液在低于-20°C的溫度下靜置0. 5-lh，再置于常溫下超聲波 處理25-35min，過(guò)濾，洗滌干凈，烘干，待用； (2) 取納米金剛石、氯化鈣、高鐵酸鈉與步驟（1)制得的粉體混合均勻，加適量的 水打漿制成濃度為50-55%的漿液，紫外光照射I. 5-2. 5h，再加入余下原料，水浴加熱至 65-75°C，在1000_1500r/min的轉(zhuǎn)速下研磨20-30min，然后將研磨后的漿料放入模具中通 過(guò)真空壓力注漿成型，成型壓力為24-28MPa ; (3) 將步驟（2)制得的生坯在50-60°C的溫度下進(jìn)行干燥，干燥至坯料含水量低于3% ; (4) 將上述得到的干坯置于熱等靜壓燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行處理，以氮?dú)庾鳛榧訅航橘|(zhì)，加壓 90-110MPa，升溫至1170-1260°C，保溫l_2h，隨爐冷卻至常溫； (5) 對(duì)上述熱等靜壓燒結(jié)后的干坯進(jìn)行彩繪，再進(jìn)行上釉，然后進(jìn)行氣氛壓力燒結(jié)處 理：首先在2-3MPa的N2氣氛下升溫至1040-1120°C，保溫l_2h，再在真空氣氛下降溫至 650-720°C，保溫0. 5-lh，然后在2-3MPa的H2氣氛下升溫至1240-1280°C，保溫2-3h，再在 真空氣氛下降溫至620-680°C，保溫0.5-lh，隨爐冷卻常溫，包裝即得成品。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種納米金剛石增強(qiáng)的陶瓷碗及其制備方法，其由以下重量份的原料制成：硅藻土24-38、天然海洋石36-52、藍(lán)方石14-22、納米金剛石16-28、鋰云母24-38、氯化鈣4-7、高鐵酸鈉5-9、聚乙烯吡咯烷酮10-15、蔗糖硬脂酸酯3-6、十二烷基硫酸鈉2-3、羥乙基纖維素4-8、納米抗菌粉6-12。本發(fā)明采用納米金剛石作為增強(qiáng)體與硅藻土、天然海洋石、藍(lán)方石、納米鋰云母等原料復(fù)合，經(jīng)燒結(jié)制造的陶瓷碗具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，與傳統(tǒng)陶瓷碗相比較，破壞強(qiáng)度平均提高2-3倍，能夠大大減少陶瓷碗的破裂。
【IPC分類(lèi)】C04B35/622, C04B35/16, C04B35/632
【公開(kāi)號(hào)】CN104987052
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510297664
【發(fā)明人】舒小山, 章建武, 宮平, 湯興友
【申請(qǐng)人】安徽省含山瓷業(yè)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月2日