專利名稱：低溫半瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種低溫半瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
陶瓷是實(shí)用性與藝術(shù)性相結(jié)合的日用制品，隨著人民生活水平的提高和觀念的改變，更趨向于個(gè)性化和多樣化，半瓷就是最近幾年發(fā)展起的一種陶瓷新品種，它具有瓷與陶的某些特征，其燒結(jié)溫度一般在1180～1210℃，吸水率5％左右，類似精陶品質(zhì)。半瓷品種繁多，色澤鮮艷，彩色豐富，釉面光亮，釉下彩裝飾，不會(huì)有鉛、鎘重金屬溶析的安全衛(wèi)生問題，深受人們喜愛，尤其在歐美占有廣寬市場。
目前半瓷均在釉下彩飾，若燒成溫度超過1150℃，許多彩料因高溫?fù)]發(fā)而跑色，致使彩色變淡或消色，存在色彩不亮麗、不鮮艷的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)上述問題，提供一種對(duì)各種色料適應(yīng)性強(qiáng)、吸色均勻平滑、燒成色彩亮麗鮮艷的低溫半瓷及其制備方法。
本發(fā)明的原料組分和重量百分比是分子式以Al2O32SiO22H2O為主的粘土 50～65％；細(xì)瓷坯泥廢料0～10％；鋰瓷石 3～20％；透輝石 3～25％；滑石5～20％；長石0～15％。
作為本發(fā)明的優(yōu)選范圍，本發(fā)明的原料組分和重量百分比可以是分子式以Al2O32SiO22H2O為主的粘土50～56％；
細(xì)瓷坯泥廢料 5～10％；鋰瓷石 6～18％；透輝石 5～15％；滑石 8～15％；長石 0～15％。
本發(fā)明的制備方法，包括1)、配料先對(duì)原料進(jìn)行處理，把硬質(zhì)原料破碎，去除雜質(zhì)，然后按設(shè)定的重量百分比含量配制原料；2)、球磨原料∶球石∶水＝1∶1.8～2∶0.8，在球磨機(jī)內(nèi)研磨時(shí)間18～20小時(shí)；3)、過篩除鐵過250目篩，篩余量為0.2wt％以下；4)、壓濾煉泥脫水處理，使泥料均化和增塑；5)、坯體成型根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可塑或注漿成型；6)、坯體彩繪、施釉按來樣或設(shè)計(jì)要求彩繪，市場購買相適應(yīng)的釉料上釉；7)、燒成方法采用低溫一次燒成工藝，燒成溫度范圍1020～1030℃，燒成氣氛為氧化氣氛；燒成周期為5～6小時(shí)。
通過試驗(yàn)表明，本發(fā)明所用原料的工藝性能如下鋰瓷石是一種以絹云母和石英為主，并含有少量高嶺石的巖石礦狀物，其分子式為(LiKNa)2OAl2O36SiO22H2O，其化學(xué)成分中含Li2O為1.7％左右，化學(xué)成分中Na2O、K2O量較高，二者可達(dá)6.0％，使其具有很強(qiáng)的助熔能力，SiO2、Al2O3的含量適中，因而本身成瓷溫度比較低，具有良好的瓷化特征；燒后白度高，并且燒失量較??；其中含大量絹云母礦物含量也使其自身具有較好的可塑性。所以，鋰瓷石是一種性能優(yōu)良的陶瓷原料，鐵、鈦雜質(zhì)比較低，有良好的瓷化特征，熔化性能好，燒后白度高，本身可塑性較好，并能拓寬產(chǎn)品的燒成范圍。
用鋰瓷石生產(chǎn)出的半瓷熱穩(wěn)定性好，如破壞性試驗(yàn)可達(dá)240→20℃水中3次不裂，能降低高溫快燒產(chǎn)品的炸裂缺陷，同時(shí)還能保證產(chǎn)品的其它性能不降低。
含鋰礦物有較強(qiáng)的助熔作用，在坯料中能降低熱膨脹系數(shù)，提高制品熱穩(wěn)定性。它在完全?；奶沾膳黧w中，鋰輝石與長石結(jié)合，可大大降低燒成溫度。
但是，鋰瓷石的加入量要合適，雖然隨著鋰瓷石加入量的增加可改善產(chǎn)品的透光度和色調(diào)，但當(dāng)其引入量超過一定量時(shí)，在高溫?zé)呻A段瓷體的液相量急增，會(huì)使產(chǎn)品的變形率提高。
透輝石是一種含鈣鎂的鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，化學(xué)式為CaOMgO2SiO2，結(jié)構(gòu)式為CaMgSi2O6，理論化學(xué)組成是CaO 25.9％，MgO 18.5％，SiO255.6％，熱膨脹系數(shù)較小，與陶瓷中玻璃相及莫來石相當(dāng)。透輝石由于它不含揮發(fā)性成分，燒成收縮小，不僅適當(dāng)提高坯體配方中CaO、MgO含量，而且能提高產(chǎn)品?；潭?，降低產(chǎn)品的燒成溫度和吸水率，是一種適應(yīng)低溫快燒的新型節(jié)能添加劑和陶瓷原料。
透輝石的加入，能有效降低燒結(jié)溫度，提高坯體瓷化度，對(duì)成功實(shí)現(xiàn)半瓷的低溫?zé)芍陵P(guān)重要。但透輝石的摻量并非越多越好，如透輝石的摻量過多，會(huì)導(dǎo)致熔融物過多，造成玻璃相內(nèi)部氣孔來不及排除。
滑石是一種重要的含水的鎂硅酸鹽礦物，在陶瓷原料中是一種優(yōu)良的礦化劑，分子式3MgO4SiO2H2O，其晶體結(jié)構(gòu)式為Mg3(Si4O10)(OH)2，理論化學(xué)組成為SiO263.52％，MgO 31.72％，H2O 4.76％，由于滑石的粘結(jié)性較差，滑石加入量將影響產(chǎn)品的各種性能，加入量過多，會(huì)生坯強(qiáng)度不夠，成形和運(yùn)輸時(shí)易破損，加入量太少，助熔又不夠，雖然生坯強(qiáng)度好、球磨時(shí)間短，但制品不白，吸水率也大。
在陶瓷配方中加入適量的滑石，可使坯體在較低溫度下形成液相，加速莫來石的形成，降低坯體燒成溫度，擴(kuò)大其燒成范圍，同時(shí)提高制品白度、機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性。
長石是一類礦物的總稱，是傳統(tǒng)的熔劑原料，有含鉀量較高的長石，分子式K2OAl2O36SiO2；含鈉量較高的長石，分子式Na2OAl2O36SiO2，含鈣量較高的長石，分子式CaOAL2O32SiO2。在同樣溫度下，鉀長石熔融物粘度大于鈉長石熔融物粘度；熔融物粘度隨溫度變化的速率，鉀長石又小于鈉長石，且鉀長石比鈉長石又有較寬的熔融溫度范圍。因此，鉀長石作熔劑原料要比鈉長石燒成范圍寬，且有利于窯爐操作控制。
采用長石-滑石組成的復(fù)合熔劑可用來強(qiáng)化其燒結(jié)過程；如果用透輝石、滑石等作熔劑原料時(shí)，更能加寬燒成范圍，同時(shí)在坯料中增加SiO2、Al2O3等成分，可以提高液相高溫粘度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是1)、本發(fā)明的配方與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于低溫半瓷的原料由普遍粘土和細(xì)瓷坯泥廢料組成基料，適當(dāng)加入良好的瓷化特征、熔化性能好、燒后白度高、本身可塑性較好的鋰瓷石和適應(yīng)低溫快燒的新型節(jié)能添加劑和陶瓷原料透輝石，輔助加入性能優(yōu)良的礦化劑滑石，視鋰瓷石加入量，適當(dāng)加入長石；所制作的泥料，可滿足可塑成型和注漿成型的要求，用此泥料制成的坯體，具有胎體平滑細(xì)膩、坯體強(qiáng)度高、對(duì)各種色料適應(yīng)性強(qiáng)、吸色均勻、呈色穩(wěn)定的特點(diǎn)。
2)、采用本發(fā)明的配方而決定本發(fā)明的制備方法，本發(fā)明的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于坯體成型及坯體彩繪、施釉后，燒成方法采用低溫一次燒成工藝，燒成溫度范圍1020～1030℃，燒成氣氛為氧化氣氛；燒成周期為5～6小時(shí)，其燒成溫度比公知技術(shù)的半瓷燒成溫度降低了160～180℃，因?yàn)闊墒侨沼锰沾缮a(chǎn)過程中耗能最多的工序，其成本約占產(chǎn)品總成本的35～40％，所以，本發(fā)明可以大幅度降低成本。
3)、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用普通粘土和部分生產(chǎn)細(xì)瓷坯泥廢料作為基料，充分利用了自然資源，通過適量加入鋰瓷石和透輝石，使半瓷燒成溫度降至1020～1030℃，既可節(jié)約能耗，又可提高對(duì)各種色料的適應(yīng)性，解決了半瓷因燒成溫度偏高、色彩變淡和跑色的問題，提高和拓寬了彩料的應(yīng)用。低溫半瓷具有器形規(guī)整，發(fā)色穩(wěn)定，色彩鮮艷亮麗，釉面光亮，吸水率為4.5～5.5％和熱穩(wěn)定性(α為210～215×10-7/℃)，均達(dá)到半瓷質(zhì)量要求，有很強(qiáng)市場競爭能力。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種低溫半瓷杯其原料重量百分比由分子式以Al2O32SiO22H2O為主的粘土50～60％、細(xì)瓷坯泥廢料5％、鋰瓷石Li2OAl2O36SiO22H2O8～12％、透輝石CaOMgO2SiO28～12％、黑滑石3MgO4SiO2H2O10～15％、鉀長石K2OAl2O36SiO25～10％組成。
實(shí)施例2一種低溫半瓷杯的制備方法1)、配料先對(duì)原料進(jìn)行處理，把硬質(zhì)原料破碎，去除雜質(zhì)；然后，按分子式以Al2O32SiO22H2O為主的粘土50～60％、細(xì)瓷坯泥廢料5％、鋰瓷石8～12％、透輝石10％、黑滑石10～15％、鉀長石5～10％的含量配制原料；2)、球磨原料∶球石∶水＝1∶1.8∶0.8，在球磨機(jī)內(nèi)研磨時(shí)間為18小時(shí)；3)、過篩除鐵過250目篩，篩余量為0.2wt％以下；4)、壓濾煉泥脫水處理，使泥料均化和增塑；5)、坯體成型根據(jù)設(shè)計(jì)要求，塑制成型；6)、坯體彩繪、施釉按來樣或設(shè)計(jì)要求彩繪，市場購買相適應(yīng)的釉料上釉；7)、燒成方法采用低溫一次燒成工藝，燒成溫度范圍1020～1030℃，燒成氣氛為氧化氣氛；燒成周期為5～6小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種低溫半瓷，原料組分和重量百分比是分子式以Al2O32SiO22H2O為主的粘土 50～65％；細(xì)瓷坯泥廢料0～10％；鋰瓷石 3～20％；透輝石 3～25％；滑石5～20％；長石0～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫半瓷，原料組分和重量百分比是分子式以Al2O32SiO22H2O為主的粘土 50～56％；細(xì)瓷坯泥廢料5～10％；鋰瓷石 6～18％；透輝石 5～15％；滑石8～15％；長石0～15％。
3.一種低溫半瓷的制備方法，其特征在于，包括1)、配料先對(duì)原料進(jìn)行處理，把硬質(zhì)原料破碎，去除雜質(zhì)，然后按設(shè)定的重量百分比含量配制原料；2)、球磨∶原料∶球石∶水＝1∶1.8～2∶0.8，在球磨機(jī)內(nèi)研磨時(shí)間18～20小時(shí)；3)、過篩除鐵過250目篩，篩余量為0.2wt％以下；4)、壓濾煉泥脫水處理，使泥料均化和增塑；5)、坯體成型根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可塑或注漿成型；6)、坯體彩繪、施釉按來樣或設(shè)計(jì)要求彩繪，市場購買相適應(yīng)的釉料上釉；7)、燒成方法采用低溫一次燒成工藝，燒成溫度范圍1020～1030℃，燒成氣氛為氧化氣氛；燒成周期為5～6小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫半瓷及其制備方法，低溫半瓷的原料重量百分比由分子式以Al
文檔編號(hào)C04B35/622GK1754859SQ20051003560
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者陳瑤武, 李妙良 申請(qǐng)人:陳瑤武