專利名稱：低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷，屬于日用陶瓷新材質(zhì)及生產(chǎn)方法。
眾所周知，陶瓷工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中的耗能大戶，其燃料費(fèi)用占生產(chǎn)成本的比例很高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國外原來為7-15%，近十幾年來猛增到25-30%，而我國目前燃料成本都在30%以上。目前，國內(nèi)外高級日用細(xì)瓷的燒成溫度均在1230-1450℃之間，據(jù)測算1300℃左右燒成的產(chǎn)品，燒成溫度每降低100℃，可節(jié)約燃料20-30%，且窯爐和窯具材料的使用壽命也大為延長，綜合生產(chǎn)成本將會大大降低。近十幾年來，能源的過度消耗，已造成全球性的能源危機(jī)，而能源消耗決定了一個(gè)行業(yè)在未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的生存。因此，如何研制一種既低溫?zé)伞⒐?jié)約能源而又性能優(yōu)越的新材質(zhì)，是目前日用陶瓷界矚目的課題。
到目前為止，無論是以鉀長石為主體熔劑的傳統(tǒng)日用細(xì)瓷，還是以鈉長石為主體熔劑的鈉長石質(zhì)瓷，燒成溫度均較高，如《中國專利》1988年10月26日公開的，申請?zhí)枮?8105656，申請日88年1月16日，申請人湖南省陶瓷研究所，發(fā)明名稱為鈉長石質(zhì)瓷，燒成溫度為1190-1320℃，而且產(chǎn)品易高溫變形，工業(yè)化生產(chǎn)難以嚴(yán)格控制，產(chǎn)品僅能達(dá)到日用細(xì)瓷器“GB3532-83”標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的目的，在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種在不大于1200℃的溫度下低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷新材質(zhì)，既降低了能耗和生產(chǎn)成本，又滿足了高級日用細(xì)瓷內(nèi)在性能和外觀質(zhì)量的要求。
本發(fā)明的目的是采用如下方式來實(shí)現(xiàn)主要礦物組成包括高嶺土、結(jié)合粘土、長石和石英等礦物，本發(fā)明的特征在于該瓷坯的主體熔劑是由鉀長石和鈉長石或富含鉀長石、鈉長石的礦物組成的混合熔劑，在坯料化學(xué)組成中，K2O的含量為1.0-3.0%wt，Na2O的含量為0.9-2.49%wt。
本發(fā)明的目的還可采用如下方式來實(shí)現(xiàn)坯料的化學(xué)組成(%wt)為SiO264-72% Al2O319-24% Fe2O3≤0.3%TiO2≤0.25% CaO0.5-1.5% MgO1.0-1.6%K2O1.0-3.0 Na2O0.9-2.49%上述各組分的總量為100%，其中關(guān)鍵組成為K2O、Na2O、SiO2、Al2O3。
坯料化學(xué)組成的最佳范圍(%wt)為SiO268-71 Al2O321-23Fe2O3＜0.2 TiO2＜0.2CaO0.8-1.0MgO1.0-1.3K2O1.8-2.4 Na2O1.2-2.0上述各組分的總量為100%。
與上述坯體相匹配的釉料的化學(xué)組成(%wt)為SiO248-60% Al2O39-12%TiO20.5-2.0% CaO4.0-7.0%MgO1.0-2.0% K2O0.5-2.0%Na2O1.0-4.0% ZnO4.0-7.0%PbO7.0-14.0% B2O34.0-12.0%CaF22.0-6.0%
上述各組分的總量為100%，其中關(guān)鍵組成為SiO2、Al2O3、PbO、B2O3、CaF2。
與坯體相匹配的釉料是一種熔塊釉，熔塊的化學(xué)組成(%wt)為SiO247-50 Al2O37.0-9.0TiO2＜2.0 CaO5.0-7.0MgO1.2-2.2 K2O0.6-2.0Na2O2.0-3.2 ZnO5.0-7.5PbO11-17 B2O37.0-10上述各組成的總量為100%。
本發(fā)明的低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷的生產(chǎn)工藝中，其燒成為二次燒成工藝，坯體在1140-1200℃素?zé)詿秊?050-1120℃，素?zé)郎囟炔淮笥?200℃。
本發(fā)明坯料中采用鉀長石、鈉長石的示性礦物組成(%wt)為高嶺土40－50石英20－30鉀長石7－20鈉長石5－20 鈣鎂礦化劑儲量1－5，其中突出特征是鉀長石，鈉長石的用量。
坯料中以瓷石代鈉長石的示性礦物組成(%wt)為1、高嶺土40-50鉀長石3-6瓷石40-50礦化劑1-22、高嶺土42-50鉀長石5-8瓷石38-50
礦化劑2-43、高嶺土40-50鉀長石10-20瓷石30-40礦化劑2-5傳統(tǒng)日用陶瓷均采用鉀長石作主體熔劑，鉀長石高溫下雖然熔融范圍較寬，但其初熔溫度較高，約1150℃以上才開始初熔，而鈉長石初熔溫度較低，對石英晶體的溶解能力較強(qiáng)，但其高溫熔體粘度隨溫度下降劇烈。本發(fā)明利用了上述兩種熔劑的優(yōu)點(diǎn)，尋找到鉀、鈉長石用量的一個(gè)合理的配比范圍，通過添加適量鈣鎂礦化劑，既大大降低了坯體的成瓷溫度，又拓寬了坯體的燒結(jié)范圍，提高了坯體的均化程度，解決了坯體變形度和透光度之間的矛盾。根據(jù)該坯料組成的特點(diǎn)，研制了低膨脹的熔塊釉，提高了產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。由于采用二次燒成工藝，產(chǎn)品具有高的明度，高的透光度，高的規(guī)整度和高的釉面質(zhì)量，具備了陶瓷界公認(rèn)的高級日用細(xì)瓷的性能。
本發(fā)明的坯釉料制備工藝如下1、坯料制備工藝原料→配料→濕式球磨→過篩、除鐵陳腐－注漿成型→干燥→修坯→素→壓濾－陳腐－練泥－滾壓成型燒→拋光→施釉→釉燒→彩烤→成品檢驗(yàn)→包裝→入庫坯體適合低溫階段快燒，高溫階段穩(wěn)燒的燒成方法。
2、釉料制備工藝
懸浮劑↓原料→配料→高溫熔制→水淬→球磨→混磨↓除鐵過篩↓施釉素?zé)郎囟?140-1200℃釉燒溫度1050-1120℃燒成氣氛氫化焰、還原焰均可。
本發(fā)明開辟了一個(gè)新材質(zhì)，產(chǎn)品理化性能達(dá)到了GB4003-83標(biāo)準(zhǔn)，測試儀器及測試結(jié)果如下測定儀器和方法1、用西德(馬爾金公司)壓縮式塑性測定儀測定泥料塑性。
2、用北京產(chǎn)WFX-1型原子吸收分光光度計(jì)測定鉛鎘滲出量。
3、用蘇聯(lián)產(chǎn)
MT-3硬度儀測定釉面硬度。
4、用日本產(chǎn)GM26D型光澤度儀測定釉面光澤度。
5、用西德(內(nèi)茨)抗折測定儀測定抗折強(qiáng)度。
測定結(jié)果1、泥料塑性0.65。
2、總收縮15.5% 吸水率0.09% 體積密度2.42g/cm33、抗折強(qiáng)度160MPa4、釉面硬度5.4×103MPa 釉面光澤度105%
5、鉛溶出量0.2mg/l鎘溶出量06、熱穩(wěn)定性由220℃投20℃水一次熱交換不炸裂。
與現(xiàn)有國內(nèi)外高級日用細(xì)瓷相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、燒成溫度低。1140-1200℃，燒成周期短，窯爐和窯具材料使用壽命大大延長，節(jié)能效果顯著，與目前生產(chǎn)的高級日用細(xì)瓷1250-1350℃相比，綜合節(jié)能50%以上，為生產(chǎn)低溫高級日用細(xì)瓷奠定了可靠的工藝技術(shù)基礎(chǔ)。
2、機(jī)械強(qiáng)度高。該材質(zhì)雖然低溫?zé)?，但具有十分理想的顯微結(jié)構(gòu)，機(jī)械強(qiáng)度高達(dá)160MPa。
3、外觀質(zhì)量好。突出特點(diǎn)是瓷質(zhì)細(xì)膩柔和，釉面光滑，透光度好，光澤度高，釉面硬度高，規(guī)整度高。
4、產(chǎn)品鉛鎘熔出量低。
5、坯料工藝性能好。適于制作各類器型的產(chǎn)品，其燒成范圍較寬，范圍為40℃，成品率較高，成品率達(dá)95%以上。適于工業(yè)化生產(chǎn)，易于推廣。
6、釉料熱膨脹系數(shù)低。為5-5.6×10-6。
本發(fā)明的實(shí)施例如下表其中表1坯料配方表2坯料化學(xué)組成表3釉料配方表4釉料化學(xué)組成表5坯釉用原料化學(xué)組成
1、坯料實(shí)施例
2、釉料實(shí)施例
工藝流程同前述;
工藝控制坯料粒度＝小于10μma占70-90%;
釉料粒度＝小于10μm85%左右;
燒成氣氛氧化焰或還原焰。
權(quán)利要求
1.一種低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷，包括高嶺土、結(jié)合粘土、長石和石英等礦物，本發(fā)明的特征在于該瓷坯的主體熔劑是由鉀長石和鈉長石或富含鉀長石、鈉長石的礦物組成的混合熔劑，在坯料化學(xué)組成中，K2O的含量為1.0-3.0%wt，Na2O的含量為0.9-2.49%wt。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷，其特征在于坯料的化學(xué)組成(%wt)為SiO264-72% Al2O319-24% Fe2O3≤0.3%TiO2≤0.25% CaO0.5-1.5% MgO1.0-1.6%K2O1.0-3.0 Na2O0.9-2.49%上述各組分的總量為100%，其中關(guān)鍵組成為K2O、Na2O、SiO2、Al2O3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷，其特征在于坯料的化學(xué)組成的最佳范圍(%wt)為SiO268-71 Al2O321-23Fe2O3≤0.2 TiO2≤0.2CaO0.8-1.0 MgO1.0-1.3K2O1.8-2.4 Na2O1.2-2.0上述各組分的總量為100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷，其特征在于與坯體相匹配的釉料的化學(xué)組成(%wt)為SiO248-60% Al2O39-12%TiO20.5-2.0% CaO4.0-7.0%MgO1.0-2.0% K2O0.5-2.0%Na2O1.0-4.0% ZnO4.0-7.0%PbO7.0-14.0% B2O34.0-12.0%CaF22.0-6.0%上述各組成的總量為100%，其中關(guān)鍵組成為SiO2、Al2O3、PbO、B2O3、CaF2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷，其特征在于與坯體相匹配的釉料是一種熔塊釉，熔塊的化學(xué)組成(%wt)為SiO247-50 Al2O37.0-9.0TiO21.0-2.0 CaO5.0-7.0MgO1.2-2.2 K2O0.6-2.0Na2O2.0-3.2 ZnO5.0-7.5PbO11-17 B2O37.0-10.0CaF22.5-6.5上述各組成的總量為100%。
6.一種低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷的生產(chǎn)工藝，其特征在于坯體在1140-1200℃素?zé)?050-1120℃釉燒的二次燒成工藝，素?zé)郎囟炔淮笥?200℃。
全文摘要
一種低溫?zé)傻母呒壢沼眉?xì)瓷，以鉀長石和鈉長石混合熔劑為主要熔劑，坯體的燒成溫度為1140—1200℃，燒成周期短，節(jié)能效果顯著，產(chǎn)品具有瓷質(zhì)細(xì)膩、色澤柔和、器型規(guī)整、釉面光滑、機(jī)械強(qiáng)度高、半透明度和熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，是一種節(jié)能型易推廣的新材質(zhì)。
文檔編號C04B33/34GK1086798SQ9210678
公開日1994年5月18日 申請日期1992年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月10日
發(fā)明者吳金環(huán), 郭景洲, 任允鵬, 宋國芳, 周慶茂 申請人:山東省硅酸鹽研究設(shè)計(jì)院