本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种吸声陶瓷材料及其制备方法。
背景技术：
随着近代工业的发展，环境污染也随着产生，噪音污染就是环境污染的一种，已经成为对人类的一大危害。噪音污染与水污染、大气污染被看成是世界范围内三个主要环境问题。噪音污染指人类在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活等活动中，产生的噪声干扰周围动物（动物包括人类）生活环境。因此，无论是在建筑城市设计，亦或是公路、轨道交通等设计过程中，均要考虑过程中的噪声污染，通常采用必要的隔音设备和隔音结构来降低噪声污染，同时也可以采用吸声材料来解决这一问题。传统的吸声材料大多为纤维吸声材料，虽然其成本低廉、吸声效果良好，但在防火、防尘、防潮、防水等方面无法满足应用要求，这严重阻碍了传统吸声材料的广泛应用。
陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。根据陶瓷材料的用途可以将陶瓷材料分为传统陶瓷和现代技术陶瓷两大类。传统陶瓷是指用天然硅酸盐粉末（如黏土、高岭土等）为原料生产的产品。现代技术陶瓷是根据所要求的产品性能，通过严格的成份和生产工艺控制而制造出来的高性能材料，主要用于高温和腐蚀介质环境，是现代材料科学发展最活跃的领域之一。因此，如果能够利用陶瓷材料作为基体制备得到吸声陶瓷材料，则能够有效改善上述问题。
技术实现要素：
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种吸声陶瓷材料及其制备方法，通过以陶瓷材料为基体层，并在基体层表面涂覆具备吸声性能的表面层，两者结合制备得到吸声陶瓷材料，既具有吸声功能，又具备良好的防尘、防火等性能，使用寿命显著延长。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种吸声陶瓷材料，包含基体层和表面层，所述基体层包括如下重量组份的各物质：三氧化二镍11-22份、硅酸镁铝5-11份、氮化硼4-8份、硅化钒2-6份、玻璃纤维4-7份、氧化锰6-10份；所述表面层包括如下重量组份的各物质：二氧化钍3-7份、硅酸铋3-8份、氯醇橡胶5-10份、聚酰胺树脂4-9份、甘油磷酸酯7-11份。
优选的，所述基体层中三氧化二镍15-20份、硅酸镁铝7-10份、氮化硼5-7份、硅化钒3-5份、玻璃纤维4-6份、氧化锰7-9份；所述表面层中二氧化钍4-6份、硅酸铋5-8份、氯醇橡胶8-10份、聚酰胺树脂5-8份、甘油磷酸酯8-10份。
优选的，所述基体层中三氧化二镍18份、硅酸镁铝8份、氮化硼6份、硅化钒4份、玻璃纤维5份、氧化锰8份；所述表面层中二氧化钍5份、硅酸铋7份、氯醇橡胶9份、聚酰胺树脂7份、甘油磷酸酯9份。
一种吸声陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：基体层的制备：将三氧化二镍11-22份、硅酸镁铝5-11份、氮化硼4-8份、硅化钒2-6份、玻璃纤维4-7份、氧化锰6-10份粉碎并高速混匀后，加入磨机进行球磨，球料比为45:1-55:1，球磨机的转速为400-500rpm，球磨时间为30-60min；随后放入在热压炉中进行压制成型，升温速率为25-35℃/min，升温热压炉温度至800-900℃，保温30-50min，再按照40-45℃/min的升温速率升至温度为1400-1550℃，高温烧结时间为1-3h，得基体层，冷却后备用；
S2：表面层的制备：将二氧化钍3-7份和硅酸铋3-8份粉碎后加入氯醇橡胶5-10份、聚酰胺树脂4-9份和甘油磷酸酯7-11份，升高温度至100-120℃，以速率500-700r/min搅拌反应1-2h；
S3：采用热压涂覆工艺，将步骤S2中所得混合物涂覆在步骤S1中所述基体层表面，随后放入马弗炉中在200-300℃温度下焙烧反应1-2h；待反应冷却后即可得到所述吸声陶瓷材料。
优选的，步骤S1中球料比为50：1，球磨机的转速为450rpm，球磨时间为50min；升温速率为30℃/min，升温热压炉温度至880℃，保温45min，再按照42℃/min的升温速率升至温度为1480℃，高温烧结时间为2.5h。
优选的，步骤S2中升高温度至115℃，以速率650r/min搅拌反应1.5h。
优选的，步骤S3中在280℃温度下焙烧反应1.5h。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述一种吸声陶瓷材料的制备方法，以三氧化二镍、硅酸镁铝、氮化硼、硅化钒、玻璃纤维、氧化锰制备出基体层，以二氧化钍、硅酸铋、氯醇橡胶、聚酰胺树脂、甘油磷酸酯制备出吸声层，并结合在基体层表面，两者共同构成最终吸声陶瓷材料。该陶瓷材料具备良好的吸声效果，同时与传统吸声材料相比而言，具备良好的强度、防火、防潮性能，能够有效拓宽其应用范围。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：基体层的制备：将三氧化二镍11份、硅酸镁铝5份、氮化硼4份、硅化钒2份、玻璃纤维4份、氧化锰6份粉碎并高速混匀后，加入磨机进行球磨，球料比为45:1，球磨机的转速为400rpm，球磨时间为30min；随后放入在热压炉中进行压制成型，升温速率为25℃/min，升温热压炉温度至800℃，保温30min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为1400℃，高温烧结时间为1h，得基体层，冷却后备用；
S2：表面层的制备：将二氧化钍3份和硅酸铋3份粉碎后加入氯醇橡胶5份、聚酰胺树脂4份和甘油磷酸酯7份，升高温度至100℃，以速率500r/min搅拌反应1h；
S3：采用热压涂覆工艺，将步骤S2中所得混合物涂覆在步骤S1中所述基体层表面，随后放入马弗炉中在200℃温度下焙烧反应1h；待反应冷却后即可得到所述吸声陶瓷材料。
经检测，该吸声陶瓷材料的降噪系数为0.75，抗压强度为20MPa。
对比例1
三氧化二镍11份、硅酸镁铝5份、氮化硼4份、硅化钒2份、玻璃纤维4份、氧化锰6份粉碎并高速混匀后，加入磨机进行球磨，球料比为45:1，球磨机的转速为400rpm，球磨时间为30min；随后放入在热压炉中进行压制成型，升温速率为25℃/min，升温热压炉温度至800℃，保温30min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为1400℃，高温烧结时间为1h，冷却后得到所述陶瓷材料。
经检测，该吸声陶瓷材料的降噪系数为0.32，抗压强度为16MPa。
实施例2
S1：基体层的制备：将三氧化二镍22份、硅酸镁铝11份、氮化硼8份、硅化钒6份、玻璃纤维7份、氧化锰10份粉碎并高速混匀后，加入磨机进行球磨，球料比为55:1，球磨机的转速为500rpm，球磨时间为60min；随后放入在热压炉中进行压制成型，升温速率为35℃/min，升温热压炉温度至900℃，保温50min，再按照45℃/min的升温速率升至温度为1550℃，高温烧结时间为3h，得基体层，冷却后备用；
S2：表面层的制备：将二氧化钍7份和硅酸铋8份粉碎后加入氯醇橡胶10份、聚酰胺树脂9份和甘油磷酸酯11份，升高温度至120℃，以速率700r/min搅拌反应2h；
S3：采用热压涂覆工艺，将步骤S2中所得混合物涂覆在步骤S1中所述基体层表面，随后放入马弗炉中在300℃温度下焙烧反应2h；待反应冷却后即可得到所述吸声陶瓷材料。
经检测，该吸声陶瓷材料的降噪系数为0.78，抗压强度为22MPa。
对比例2
三氧化二镍22份、硅酸镁铝11份、氮化硼8份、硅化钒6份、玻璃纤维7份、氧化锰10份粉碎并高速混匀后，加入磨机进行球磨，球料比为55:1，球磨机的转速为500rpm，球磨时间为60min；随后放入在热压炉中进行压制成型，升温速率为35℃/min，升温热压炉温度至900℃，保温50min，再按照45℃/min的升温速率升至温度为1550℃，高温烧结时间为3h，冷却后得到所述陶瓷材料。
经检测，该吸声陶瓷材料的降噪系数为0.38，抗压强度为17MPa。
实施例3
S1：基体层的制备：将三氧化二镍15份、硅酸镁铝7份、氮化硼5份、硅化钒3份、玻璃纤维4份、氧化锰7份粉碎并高速混匀后，加入磨机进行球磨，球料比为45:1，球磨机的转速为400rpm，球磨时间为30min；随后放入在热压炉中进行压制成型，升温速率为25℃/min，升温热压炉温度至800℃，保温30min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为1450℃，高温烧结时间为1.5h，得基体层，冷却后备用；
S2：表面层的制备：将二氧化钍4份和硅酸铋5份粉碎后加入氯醇橡胶8份、聚酰胺树脂5份和甘油磷酸酯7份，升高温度至100℃，以速率500r/min搅拌反应1h；
S3：采用热压涂覆工艺，将步骤S2中所得混合物涂覆在步骤S1中所述基体层表面，随后放入马弗炉中在200℃温度下焙烧反应1h；待反应冷却后即可得到所述吸声陶瓷材料。
经检测，该吸声陶瓷材料的降噪系数为0.80，抗压强度为24MPa。
实施例4
S1：基体层的制备：将三氧化二镍20份、硅酸镁铝10份、氮化硼7份、硅化钒5份、玻璃纤维6份、氧化锰9份粉碎并高速混匀后，加入磨机进行球磨，球料比为55:1，球磨机的转速为500rpm，球磨时间为60min；随后放入在热压炉中进行压制成型，升温速率为35℃/min，升温热压炉温度至900℃，保温50min，再按照45℃/min的升温速率升至温度为1550℃，高温烧结时间为2.5h，得基体层，冷却后备用；
S2：表面层的制备：将二氧化钍6份和硅酸铋8份粉碎后加入氯醇橡胶10份、聚酰胺树脂8份和甘油磷酸酯11份，升高温度至120℃，以速率700r/min搅拌反应2h；
S3：采用热压涂覆工艺，将步骤S2中所得混合物涂覆在步骤S1中所述基体层表面，随后放入马弗炉中在300℃温度下焙烧反应2h；待反应冷却后即可得到所述吸声陶瓷材料。
经检测，该吸声陶瓷材料的降噪系数为0.82，抗压强度为25MPa。
实施例5
S1：基体层的制备：将三氧化二镍18份、硅酸镁铝8份、氮化硼6份、硅化钒4份、玻璃纤维5份、氧化锰8份粉碎并高速混匀后，加入磨机进行球磨，球料比为50:1，球磨机的转速为450rpm，球磨时间为50min；随后放入在热压炉中进行压制成型，升温速率为30℃/min，升温热压炉温度至880℃，保温45min，再按照42℃/min的升温速率升至温度为1480℃，高温烧结时间为2.5h，得基体层，冷却后备用；
S2：表面层的制备：将二氧化钍5份和硅酸铋7份粉碎后加入氯醇橡胶9份、聚酰胺树脂7份和甘油磷酸酯9份，升高温度至115℃，以速率650r/min搅拌反应1.5h；
S3：采用热压涂覆工艺，将步骤S2中所得混合物涂覆在步骤S1中所述基体层表面，随后放入马弗炉中在280℃温度下焙烧反应1.5h；待反应冷却后即可得到所述吸声陶瓷材料。
经检测，该吸声陶瓷材料的降噪系数为0.85，抗压强度为27MPa。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。