本發(fā)明屬于陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種新型高端南珠高鈣納米陶瓷及其制備工藝。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)骨瓷的一般制備工藝中，主要原料采用氧化鈣、氧化硅和氧化鋁等。其中，鈣成分（氧化鈣）含量越高，制備得到的骨瓷色澤及透光率就越好。在自然界中，氧化鈣的來源不多，所以選擇動物的骨灰作為氧化鈣的來源。獨特的燒制過程和骨碳的加入，使瓷土中的雜質(zhì)被消除，骨瓷顯得更潔白、細(xì)膩、通透、輕巧，極少瑕疵，并且比一般瓷器薄，在視覺上有一種特殊的清潔感，且強度高于一般瓷器，是日用瓷器的兩倍。

傳統(tǒng)骨瓷坯料中一般采用的動物骨灰（如牛骨灰）作為主要原料，但是，隨著生活的不斷提高，人們對高檔日用陶瓷或高檔陶瓷擺件的需求也在日益增多。其中，作為無論是質(zhì)地還是外觀、色澤都非常出眾的骨瓷愈發(fā)受到追捧，其需求量自然就愈來愈大。這直接導(dǎo)致了動物骨灰的需求大量增加，難以保證穩(wěn)定和高質(zhì)量的來源。在制備動物骨灰復(fù)雜的過程中，酸洗和煅燒等很容易造成環(huán)境造污染。在制備高品質(zhì)的骨瓷工藝中，從事陶瓷材料研究及工業(yè)生產(chǎn)工作者們一直不斷追求尋找其他原料很好地替代動物骨灰。

骨瓷作為一種新型陶瓷制品，主要原料包括動物骨灰、粘土和鉀長石。研究發(fā)現(xiàn)：隨著動物骨灰含量的提高，黏土相對用量的降低，陶瓷產(chǎn)品制坯越難成形，煅燒過程越易出現(xiàn)裂痕或裂開現(xiàn)象，燒制難度非常高。因此，生產(chǎn)過程中一般采取一次定型坯體后，采用素?zé)ǔ鯚伖夂笊嫌栽贌膬纱戊褵Ｊ健?/p>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種新型高端南珠高鈣納米陶瓷及其制備工藝用以解決上述問題。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種新型高端南珠高鈣納米陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：粘土20-40份、南珠粉末20-30份、石英20-30份、高嶺土8-15份、鉀長石10-18份、膨潤土2-18份。

進(jìn)一步的，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：南珠粉末20份、粘土35份、石英22份、高嶺土8份、鉀長石10份、膨潤土5份。

進(jìn)一步的，所述粘土包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：SiO₂ 45.0-50.0%、Al₂O₃ 32.0-38.0%、Fe₂O₃ 0.15-0.35%、TiO₂ 0.1-0.5%、CaO 0.2-1.05%、MgO 0.05-0.5%、K₂O 0.1-1.0%、Na₂O 0.1-0.5%。

進(jìn)一步的，所述南珠粉末包括如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料：93-94%的CaCO₃、4-14%的角蛋白質(zhì)和2-4%的水。

進(jìn)一步的，所述石英中SiO₂的質(zhì)量百分比≥98.0%。

進(jìn)一步的，所述鉀長石包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料：SiO₂ 60.0-68.0%、Al₂O₃ 15.0-22.0%、Fe₂O₃ 0.03-0.10%、TiO₂ 0.01-0.03%、CaO 0.10-0.35%、MgO 0.01-0.05%、K₂O 9.05-15.0%、Na₂O 2.00-2.55%。

進(jìn)一步的，所述膨潤土包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料：SiO₂ 65.0-76.0%、Al₂O₃ 13.00-19.0%、Fe₂O₃ 0.01-0.30%、TiO₂ 0.01-0.5%、CaO 0.1-1.5%、MgO 0.1-1.5%、K₂O 0.5-1.5%、Na₂O 1.0-5.0%。

一種新型高端南珠高鈣納米陶瓷的制備工藝，包括如下步驟：

S1、稱取所需以下質(zhì)量份數(shù)的原料：粘土20-40份、南珠粉末20-30份、石英20-30份、高嶺土8-15份、鉀長石2-18份、膨潤土2-18份；

S2、分別對S1中的原料進(jìn)行粉碎研磨，得到粉料；

S3、將研磨后粉料過篩，篩網(wǎng)細(xì)度為180-220目；在1.8-2.2×10⁴高斯除鐵器中除鐵；壓濾脫水使濾泥中的水分含量≤25%；精煉后得到物料的真空度≥0.095 MPa；陳化時間1-2周，再次精煉，送至成型，制成坯體備用；

S4、根據(jù)所制備高鈣納米陶瓷產(chǎn)品的顏色需要，對S3中所得的坯體修坯上水、干燥、檢驗合格后，進(jìn)行施釉置于窯內(nèi)煅燒處理，反應(yīng)條件為1220~1250 ℃下加熱50~70 min，從窯內(nèi)取出并自然冷卻至室溫，制備得到高鈣納米陶瓷；

S5、對燒成產(chǎn)品的高鈣陶瓷進(jìn)行檢驗合格后，進(jìn)行彩烤，最后包裝入庫。

優(yōu)選的，步驟S2中，原料成分需要首先制備成粉末，采用分段研磨的工藝，包含如下步驟：

S2.1、將南珠粉末碾壓并研磨成直徑10~12μm的南珠粉末；

S2.2、將石英碾壓，并研磨成直徑10~15μm的石英粉末；

S2.3、將石英粉末和南珠粉末與高嶺土、鉀長石、膨潤土混合并充分?jǐn)嚢?，然后進(jìn)行加水球磨處理至1μm之間；

S2.4、向粘土加水單獨化漿備用；

S2.5、最后將S2.3和S2.4所得原料均勻混合并充分?jǐn)嚢韬髠溆谩?/p>

優(yōu)選的，所述S2.3中水的用量為混合物料總質(zhì)量的40-60%；所述S2.4中的粘土化漿的水分質(zhì)量百分比為30-40%。

優(yōu)選的，所述S2.3中水的用量為混合物料總質(zhì)量的40-60%。

優(yōu)選的，所述S2.4中的粘土化漿的水分質(zhì)量百分比為30-40%。

本發(fā)明的有益效果：南珠粉末經(jīng)碾壓、研磨成粉，作為動物骨灰替代物料制備新型高檔高鈣陶瓷。由于南珠的主要成分包括碳酸鈣（93%以上），氨基酸及其他20余種人體必需的微量元素，不對人體有任何毒害作用，生產(chǎn)出的新型南珠高鈣陶瓷用料珍貴、考究，不含對人體有害的鉛與鎘。

具體實施方式

下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種新型高端南珠高鈣納米陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：粘土20-40份、南珠粉末20-30份、石英20-30份、高嶺土8-15份、鉀長石10-18份、膨潤土2-18份。

進(jìn)一步的，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：南珠粉末20份、粘土35份、石英22份、高嶺土8份、鉀長石10份、膨潤土5份。

進(jìn)一步的，所述粘土包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：SiO₂ 45.0-50.0%、Al₂O₃ 32.0-38.0%、Fe₂O₃ 0.15-0.35%、TiO₂ 0.1-0.5%、CaO 0.2-1.05%、MgO 0.05-0.5%、K₂O 0.1-1.0%、Na₂O 0.1-0.5%，其他為余量雜質(zhì)。

優(yōu)選的，所述粘土包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：SiO₂ 47.65%、Al₂O₃ 34.93%、Fe₂O₃0.27%、TiO₂ 0.35%、CaO 1.01%、MgO 0.14%、K₂O 0.70%、Na₂O 0.33%，其他為余量雜質(zhì)，其燒失量為13.85%。

進(jìn)一步的，所述南珠粉末包括如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料：93-94%的CaCO₃、4-14%的角蛋白質(zhì)和2-4%的水。

進(jìn)一步的，所述石英中SiO₂的質(zhì)量百分比≥98.0%。

優(yōu)選的，所述石英中SiO₂的質(zhì)量百分比為99%。

進(jìn)一步的，所述鉀長石包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料：SiO₂ 60.0-68.0%、Al₂O₃ 15.0-22.0%、Fe₂O₃ 0.03-0.10%、TiO₂ 0.01-0.03%、CaO 0.10-0.35%、MgO 0.01-0.05%、K₂O 9.05-15.0%、Na₂O 2.00-2.55%。

優(yōu)選的，所述鉀長石包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料：SiO₂ 65.78%、Al₂O₃ 18.99%、Fe₂O₃0.02%、TiO₂0.01%、CaO 0.11%、MgO 0.05%、K₂O 10.98%、Na₂O 3.60%，其他為余量雜質(zhì)，其燒失量為0.30%。

進(jìn)一步的，所述膨潤土包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料：SiO₂ 65.0-76.0%、Al₂O₃ 13.00-19.0%、Fe₂O₃ 0.01-0.30%、TiO₂ 0.01-0.5%、CaO 0.1-1.5%、MgO 0.1-1.5%、K₂O 0.5-1.5%、Na₂O 1.0-5.0%。

優(yōu)選的，所述膨潤土包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料：SiO₂ 75.08%、Al₂O₃ 14.46%、Fe₂O₃0.08%、TiO₂ 0.1%、CaO 1.02%、MgO 1.08%、K₂O 0.22%、Na₂O 4.87%，其他為余量雜質(zhì)，其燒失量為2.29%。

本發(fā)明用鈣類礦物南珠粉末替代動物骨灰制得高鈣陶瓷，其工藝流程如下：

物料碾壓→分段研磨→過篩磁場除鐵→壓濾脫水→精煉→陳化→再次精煉→成型→修坯上水→干燥→施釉→燒成→驗查→彩烤→成品→質(zhì)量檢驗→出廠包裝

具體包括如下步驟：

一種新型高端南珠高鈣納米陶瓷的制備工藝，包括如下步驟：

S1、稱取所需以下質(zhì)量份數(shù)的原料：粘土20-40份、南珠粉末20-30份、石英20-30份、高嶺土8-15份、鉀長石2-18份、膨潤土2-18份；

S2、分別對S1中的原料進(jìn)行粉碎研磨，得到粉料；

S3、將研磨后粉料過篩，篩網(wǎng)細(xì)度為180-220目；在1.8-2.2×10⁴高斯除鐵器中除鐵；壓濾脫水使濾泥中的水分含量≤25%；精煉后得到物料的真空度≥0.095 MPa；陳化時間1-2周，再次精煉，送至成型，制成坯體備用；

S4、根據(jù)所制備高鈣納米陶瓷產(chǎn)品的顏色需要，對S3中所得的坯體修坯上水、干燥、檢驗合格后，進(jìn)行施釉置于窯內(nèi)煅燒處理，反應(yīng)條件為1220~1250 ℃下加熱50~70 min，從窯內(nèi)取出并自然冷卻至室溫，制備得到高鈣納米陶瓷；

S5、對燒成產(chǎn)品的高鈣陶瓷進(jìn)行檢驗合格后，進(jìn)行彩烤，最后包裝入庫。

優(yōu)選的，步驟S2中，原料成分需要首先制備成粉末，采用分段研磨的工藝，包含如下步驟：

S2.1、將南珠粉末碾壓并研磨成直徑10~12μm的南珠粉末；

S2.2、將石英碾壓，并研磨成直徑10~15μm的石英粉末；

S2.3、將石英粉末和南珠粉末與高嶺土、鉀長石、膨潤土混合并充分?jǐn)嚢?，然后進(jìn)行加水球磨處理至1μm之間；

S2.4、向粘土加水單獨化漿備用；

S2.5、最后將S2.3和S2.4所得原料均勻混合并充分?jǐn)嚢韬髠溆谩?/p>

優(yōu)選的，所述S2.3中水的用量為混合物料總質(zhì)量的40-60%；所述S2.4中的粘土化漿的水分質(zhì)量百分比為30-40%。

優(yōu)選的，所述S2.3中水的用量為混合物料總質(zhì)量的40-60%。

優(yōu)選的，所述S2.4中的粘土化漿的水分質(zhì)量百分比為30-40%。

實施例1

1)稱取坯料原料粘土36份、南珠粉末22份、石英26份、鉀長石11份、膨潤土5份、高嶺土8份；

2)分段研磨： a）將南珠碾壓并研磨成直徑10~12 μm的粉末；b）將石英碾壓至10-15μm；c）碾壓后的南珠粉末與碾壓后的石英與高嶺土、鉀長石、膨潤土充分混合，加入45%的水，球磨至250目；d）將粘土單獨化漿，含水率30%；e）然后將 c）和 d）所得物料混合均勻；

3) 經(jīng)過180目篩、2.2萬高斯強度除鐵、壓濾脫水使濾泥的水份 ≤24%、真空度0.096 MPa下精煉、入庫陳化7天、再次精煉、送至成型，制成坯體；

4) 修坯上水、干燥、檢驗合格后，進(jìn)行施釉，入窯燒制，1200 ℃下燒制60min；

5) 對燒成產(chǎn)品新型高鈣陶瓷進(jìn)行檢驗合格后，進(jìn)行彩烤，最后包裝入庫。

實施例2

1）稱取坯料原料南珠粉末20份、粘土35份、高嶺土8份、石英22份、鉀長石18份、膨潤土5份；

2）分段研磨：a）將南珠碾壓并研磨成直徑10~12 μm的粉末；b）將石英碾壓至10-15μm；c）碾壓后的南珠粉末與碾壓后的石英與高嶺土、鉀長石、膨潤土充分混合，加入45%的水，球磨至250目；d) 將粘土單獨化漿，含水率30%；e) 然后將c）和d）所得物料混合均勻；

3) 經(jīng)過180目篩，2.2萬高斯強度除鐵、壓濾脫水使濾泥的水份≤24%、真空度0.096MPa下精煉、入庫陳化7天、再次精煉、送至成型，制成坯體；

4) 修坯上水、干燥、檢驗合格后，進(jìn)行施釉，入窯燒制，1200℃下燒制60min；

5)對燒成產(chǎn)品新型高鈣納米陶瓷進(jìn)行檢驗合格后，進(jìn)行彩烤，最后包裝入庫。

所得新型高鈣納米陶瓷的檢驗結(jié)果為：光澤度 105光澤單位；透光度84%；抗折強度122 MPa；抗沖擊強度 3.25KJ/m²；吸水率0.08%；體積密度3.44g/cm³，200℃/20℃熱交換一次不裂，燒制合格率 96%。

本發(fā)明采用了產(chǎn)量豐富的海南省南珠取代制備成本高昂、加工繁瑣的動物骨灰制備高品質(zhì)的新型高端高鈣陶瓷。由于大量鈣源的引入，導(dǎo)致高溫下形成一定量鈣質(zhì)玻璃熔體，鈣質(zhì)玻璃高溫黏度會隨著溫度的升高迅速降低，導(dǎo)致瓷坯容易變形。本發(fā)明進(jìn)行合理配料，一方面引入膨潤土，提高坯料的可塑性，滿足成型的要求；另一方面，在坯料配方中加入了過量的石英，增加高溫液相黏度，防止坯體變形。進(jìn)一步的，在制備工藝中，通過分段研磨（碾壓加研磨）嚴(yán)格控制坯料的顆粒細(xì)度，以保證原料能被充分磨細(xì)減少較粗的雜質(zhì)顆粒，因此最終解決了燒成變形的難題，并減少了瓷坯中雜質(zhì)相的生成，提高了瓷胎的通透性，因此能最終得到外觀剔透的高端高鈣陶瓷。

本發(fā)明將含高鈣成分的南珠粉末直接用于制備新型高端高鈣陶瓷，突破了目前傳統(tǒng)的骨瓷配方設(shè)計范圍，豐富了高級陶瓷生產(chǎn)的原料資源，大大降低了生產(chǎn)成本；且制備的新型高鈣陶瓷比傳統(tǒng)的骨瓷少了一道燒成動物骨灰的工序，節(jié)約了能源，減少了碳排放，降低了生產(chǎn)成本。所得產(chǎn)品細(xì)膩剔透、細(xì)密堅硬、可作為具有高生活品質(zhì)的人士家中傳統(tǒng)骨瓷的替代品。器型高貴典雅，彩面溫潤如玉，花面多姿多彩，非常適合當(dāng)今人們高品質(zhì)生活不斷增長的需求。更重要的是，由于原材料取于天然南珠，其成分除高鈣（CaCO₃質(zhì)量百分比 ≥93%）以外，富含氨基酸及鐵（Fe）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鈷（Co）、錳（Mn）、鉻（Cr）、硒（Se）、碘（I）、鎳（Ni）、鉬（Mo）、釩（V）、錫（Sn）、鍶（Sr）等微量元素。南珠作為一種生命體，內(nèi)含的這些微量元素非常接近人類的基本需求，可謂“綠色高端瓷器”，長期使用對人體健康有益無害此外。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。