纳米材料对紫砂陶器强度及抗热震性能的影响

纳米材料对紫砂陶器强度及抗热震性能的影响

彭虎 ，王平 ，简广 ，简觉非 ，匡猛 ，叶骏

（１．江西理工大学材料科学与工程学院，赣州 ３４１０００；

２．佛山市简氏依立电器有限公司，佛山 ５２８３１８）

摘要：以紫砂土为主要原料，加入纳米紫砂和纳米石英短纤，采用塑

性成型并煅烧。通过ＸＲＤ物相分析，采用急冷一强度法表征试样的抗

热震性能，研究纳米材料添加量对紫砂陶器强度及抗热震性能的影

响。结果表明：随着纳米材料的加入，紫砂陶器抗折强度与抗热震性能

都有所提高。当纳米材料加入量为１．１９％时，两者性能均达到最大，抗

折强度达６８．７ ＭＰａ，抗热震强度达２６．０ ＭＰａ。

关健词：紫砂陶；纳米紫砂；纳米石英短纤；抗折强度；抗热震性能

２ 实验内容

紫砂陶历史悠久ｌｌ＿，是我国非物质文化圜。紫砂以粘土

２．１实验原料组成及含量

矿物为主，另外含有少量石英、铁质矿物＿３＿。紫砂内胆是紫 本实验采用佛山简氏依立电器有限公司提供的紫砂

砂电炊器具的核心部件，具有保温性好、耐腐蚀性强等特

煲配方，中位径为５．６ ｍ，化学成份及含量为：ＳｉＯ

点。经紫砂煲烹煮的食物色香味俱全，营养丰富，深受欢

７２．７１％、Ａｌ２０３ ２０．６３％、Ｆｅ２０３ １．３８％、ＴｉＯ２ ０．２０％、ＣａＯ

迎 。紫砂陶器有较好的热传导率和热稳定性，紫砂煲加

０．２４％、ＭｇＯ ０．０８％、ＫｚＯ ０．５４％、Ｎａ２０ ０．７０％、Ｌｉ２０ ２．４４％、

热过程中。一般高于１００。（＝。存在更高热震冲击温度，故

ＦｅＯ ０．２１％、ＭｎＯ ０．０２％。纳米紫砂土中位径为６００ ｎｍ，化

提高紫砂产品抗热震性能是其适应市场要求亟待解决的

学成份及含量为：ＳｉＯ２ ６５．５１％、Ａ１２０３ ２１．５０％、Ｆｅ２０３

问题。影响陶瓷材料抗热震性能的主要因素有：热膨胀系

４．５４％、ＴｉＯ２ ０．９３％、ＣａＯ ０．０２％、ＭｇＯ １．４４％、Ｋ２０ ０．１８％、

数昀、导热系数 弹性模量翻、断裂韧性［１ｏ，１１］、坯体气孔率【１ Ｎａ２０ ０．２３％。纳米石英短纤为实验室前期合成，直径为

等。本实验以紫砂原料为主要原料，重点研究石英纳米短

２０ ｎｍ，长径比大于３０，ＳｉＯ２含量大于９８％。

纤和纳米紫砂加入量对紫砂陶强度及抗热震性能的影

２．２试样制备

响

本文以紫砂土为原料，加入纳米紫砂和不同含量的

纳米石英短纤，经可塑成型，制备规格为１２ ｍｍｘｌ２ ｍｍ￣

基金项目：江西省科技厅资助项目（２００８２１２）；江西省教育厅资助项目

１２０ ｍｍ的条状试样．其工艺流程如图１所示。其中，纳米

（ｃｊｊｏ８２８７）

作者简介：彭虎（１９９１一），男，硕士研究生，主要从事环境材料方面研究。

石英短纤的加入量分别为０％、０．９０％、１．１９％、１．４９％，实验