本发明属于陶瓷材料，尤其涉及一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具及其制备方法。
背景技术：
1、陶瓷刀具的发展经历了从氧化铝陶瓷刀具到复合氧化铝刀具，再到氮化硅陶瓷刀具的演进过程。随着新技术和新材料的发展，陶瓷刀具的性能和应用范围不断提升。氧化铝陶瓷刀具以其高硬度、耐热性、耐腐蚀性、轻便性和安全性等特点，在烹饪和工业加工领域得到了广泛的应用。随着科技的不断进步和市场的不断发展，氧化铝陶瓷刀具的性能和应用领域也将不断扩展。
2、氧化铝陶瓷刀具由于其断裂韧度和抗弯强度较低，因此其脆性较大，易出现崩刃的情形，从而限制了氧化铝陶瓷刀具的应用范围。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具及其制备方法，所提供的石墨烯包覆增强陶瓷刀具具有较好的抗弯强度和断裂韧性，能更好的抵抗外力冲击和变形，进而延长了刀具的使用寿命。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
3、本发明第一方面的实施例提供一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具，按照质量百分比计，包括：
4、mgo 1.0-1.6％，cao 0.2-1.0％，sio25.0-10.0％，bao 1.0-1.6％，余量为al2o3复合粉体。
5、进一步地，所述的al2o3复合粉体的制备流程如下：
6、s11：将稀土氧化物/go复合料分散于去离子水中，制备溶液c；
7、s12：将充分干燥后的al2o3分散于去离子水中，制备溶液d；
8、s13：在超声搅拌下，将溶液d滴加至溶液c内，然后冷却至室温，经离心过滤、真空干燥后制备得al2o3复合粉体。
9、进一步地，所述al2o3与稀土氧化物/go复合料的质量比为100：(0.1-1.0)。
10、进一步地，所述的稀土氧化物/go复合料的制备方法如下：
11、s21：将氧化石墨烯于去离子水中超声分散，并加入偶联剂，混合搅拌均匀，使用稀盐酸调节ph至3.5-4.5，60-80℃下恒温水浴反应12h，制备溶液a；
12、s22：根据稀土氧化物/go复合料中，稀土氧化物与氧化石墨烯的质量比以及制备的稀土氧化物/go复合料的产量，称取所需的稀土硝酸盐，溶解于去离子水中，配置成溶液b，将溶液b缓慢滴加至溶液a中，超声处理5min，制备混合溶液；
13、s23：使用氨水调节混合溶液的ph值为9-10，持续搅拌2h后转移至水热合成反应釜中，马弗炉160-180℃煅烧24h后，煅烧后的煅烧产物使用去离子水和无水乙醇洗涤2-3次，再经真空冷冻干燥、高温煅烧后制备得稀土氧化物/go复合料；
14、进一步地，所述偶联剂为kh550、kh560中的任意一种或多种按照任意比例混合；
15、溶液a中，氧化石墨烯与偶联剂的质量比为1：(40-60)。
16、进一步地，所述稀土氧化物/go复合料中，稀土氧化物与氧化石墨烯的质量比为(10-12)：1。
17、进一步地，所述稀土硝酸盐为硝酸镧、硝酸钇、硝酸铈、硝酸钐、硝酸钕、硝酸镝、硝酸钆中的任意一种或多种按照任意比例混合。
18、进一步地，步骤s23中高温煅烧的工艺参数为：煅烧温度400-600℃，煅烧时间为2-4h。
19、本发明第二方面的实施例提供一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具的制备方法，该方法包括以下步骤：
20、s31：混料
21、按照本发明第一方面的实施例中提供的石墨烯包覆增强陶瓷刀具的原料组成配方，称取各原料，混合均匀，经研磨后过300-400目筛，得混合粉料；
22、其中，引入mgo的原料为mg(no3)2，引入cao的原料为caco3，引入sio2的原料为硅微粉，引入bao的原料为baco3；
23、s32：造粒
24、将混合粉料经干压成型后造粒，得混合料粒，混合料粒的粒径为40-80目；
25、s33：压制成坯
26、将混合料粒置于钢模中压制成原料坯体；
27、s34：高温烧结
28、将原料坯体高温烧结，经冷却，得刀具坯件；
29、s35：后处理
30、刀具坯件经打磨、抛光、开刃后制备得陶瓷刀具。
31、进一步地，步骤s34的具体流程为：将原料坯体于1550-1650℃下烧结，烧结过程中，升温速率为10-60℃/h，保温时间2h后，冷却，得刀具坯件。
32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
33、1、本发明提供一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具及其制备方法，所提供的石墨烯包覆增强陶瓷刀具具有较好的抗弯强度和断裂韧性，能更好的抵抗外力冲击和变形，进而延长了刀具的使用寿命。
34、2、本发明中，引入mgo的原料为mg(no3)2，引入cao的原料为caco3，引入sio2的原料为硅微粉，引入bao的原料为baco3，在高温烧结过程中，mg(no3)2分解产生氧化镁、二氧化氮和氧气，产生的氧气可与硅微粉反应生成二氧化硅，进而减少气体生成对陶瓷刀具高温烧结过程中的扰动。
35、3、本发明中，由于在原料中添加有mg(no3)2、caco3、硅微粉以及baco3，mg(no3)2的引入，即在高温烧结后，引入mgo，可有效增强所制备的陶瓷刀具的耐磨性；引入caco3，即在高温烧结后，引入cao，在高温烧结过程中，有助熔作用，从而促进烧结的进行；引入硅微粉，在高温烧结中，与mg(no3)2分解产生的氧气以及空气中的氧气反应生成二氧化硅，进而与氧化铝形成低熔共聚物，促进烧结；而引入baco3，即在高温烧结后，引入bao，与氧化铝、二氧化硅、氧化镁以及氧化钙生成熔融玻璃，可改善瓷坯性能，进而提高所制备的陶瓷刀具的耐磨性。
36、4、本发明中，还引入了稀土氧化物，将稀土氧化物负载于氧化石墨烯上，再使用该负载有稀土氧化物的氧化石墨烯与氧化铝混合，制备al2o3复合粉体，再与其他原料一起，经高温烧结制备得陶瓷刀具；所制备的陶瓷刀具其抗弯强度和断裂韧性得到提高，从而有效增加所制备的陶瓷刀具的使用寿命和可靠性；此外，由于还负载有稀土氧化物，稀土氧化物在高温烧结过程中，由于其高温挥发性弱，从而可保证陶瓷物料的均匀性，而且稀土氧化物也可促进烧结，降低氧化铝陶瓷的烧结温度，同时可促进所制备的陶瓷刀具的耐磨性。
1.一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具，其特征在于，按照质量百分比计，包括：
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具，其特征在于，所述的al2o3复合粉体的制备流程如下：
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具，其特征在于，所述al2o3与稀土氧化物/go复合料的质量比为100：(0.1-1.0)。
4.根据权利要求2所述的一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具，其特征在于，所述的稀土氧化物/go复合料的制备方法如下：
5.根据权利要求4所述的一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具，其特征在于，所述偶联剂为kh550、kh560中的任意一种或多种按照任意比例混合；
6.根据权利要求4所述的一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具，其特征在于，所述稀土氧化物/go复合料中，稀土氧化物与氧化石墨烯的质量比为(10-12)：1。
7.根据权利要求4所述的一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具，其特征在于：所述稀土硝酸盐为硝酸镧、硝酸钇、硝酸铈、硝酸钐、硝酸钕、硝酸镝、硝酸钆中的任意一种或多种按照任意比例混合。
8.根据权利要求4所述的一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具，其特征在于，步骤s23中高温煅烧的工艺参数为：煅烧温度400-600℃，煅烧时间为2-4h。
9.一种权利要求1-8任一项所述的石墨烯包覆增强陶瓷刀具的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种石墨烯包覆增强陶瓷刀具的制备方法，其特征在于，步骤s34的具体流程为：将原料坯体于1550-1650℃下烧结，烧结过程中，升温速率为10-60℃/h，保温时间2h后，冷却，得刀具坯件。
