本發(fā)明涉及陶瓷領(lǐng)域，具體而言，涉及一種骨質(zhì)瓷及其燒結(jié)工藝。
背景技術(shù)：
骨質(zhì)瓷產(chǎn)生于英國的一個(gè)高檔瓷種，距今已有260多年的歷史。因其“薄如紙、透如鏡、聲如磬、白如玉”，瓷質(zhì)細(xì)膩通透，器型美觀典雅，彩面潤澤光亮，花面多姿多彩的特點(diǎn)，成就了它潔白的質(zhì)地和華貴的造型，兼有使用和藝術(shù)的雙重價(jià)值，歷史上是宮廷專用品和貴族收藏之珍品，是權(quán)力和地位的象征，受到不少買家的青睞，號(hào)稱“瓷器之王”。骨質(zhì)瓷在經(jīng)過一代代名匠之手后，逐漸成為世界陶瓷珍品。
骨質(zhì)瓷的燒制一般采取高溫素?zé)偷蜏赜詿亩螣Y(jié)工藝。通常，低溫釉燒階段的燒成時(shí)間需要14-16小時(shí)，因此對(duì)燃料和窯具的消耗都較大，同時(shí)，窯爐的使用壽命也因此縮短。骨質(zhì)瓷的釉燒成本居高不下，領(lǐng)域內(nèi)需要一種能夠以更低溫度燒結(jié)的骨質(zhì)瓷，并且該骨質(zhì)瓷的質(zhì)量能夠符合國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)骨質(zhì)瓷器的各項(xiàng)要求。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的在于提供一種骨質(zhì)瓷可以在較低溫度下燒成，并且白度高，吸水率小，釉面硬度高。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述骨質(zhì)瓷的制備工藝，該工藝燒結(jié)周期較短，燒成溫度較低，可以有效地節(jié)約時(shí)間和人力成本以及減少能源消耗。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種骨質(zhì)瓷，所述骨質(zhì)瓷包括按重量份計(jì)的坯料8-12份和熔塊釉1-2份，其中，
所述坯料包括按重量百分比記的以下組分：
骨炭：30-50％；
石英：10-16％；
長石：5-10％；
生砂：2-6％；
高嶺土：15-25％；
瓷粉：5-15％；
于寺土：2-10％；
所述熔塊釉包括按重量百分比記的以下組分：
長石：25-35％；
石英：10-20％；
重鈣5-10％；
鋰瓷石：10-20％；
硼砂：5-12％；
硼鈣石：3-10％；
碳酸鋇：1-5％；
鋅：5-15％；
碳酸鋯：1-5％；
碳酸鍶：0.5-5％；
碳酸鋰：0.5-5％；
堿面：0.5-5％。
本發(fā)明中的骨質(zhì)瓷，其坯料與釉料的比優(yōu)選為10：1。本發(fā)明中的熔塊釉特別適用于低溫釉燒工藝。
作為釉料主體骨架的SiO2和Al2O3的含量比對(duì)于釉面光澤度有著重要影響，當(dāng)該比例在7-10之間時(shí)為最優(yōu)，本發(fā)明中的熔塊釉配方，其所含有的SiO2和Al2O3的比例約為9：1，因此有利于釉面光澤度出于優(yōu)良范圍內(nèi)，此外SiO2的含量較高，也使得釉面硬度好，始熔點(diǎn)高。另一方面，SiO2和Al2O3的百分比含量約為60％，所占重量比不高，因此釉料的熔融溫度不會(huì)過高，從而具有較寬的熔融范圍，能夠很好地適應(yīng)低溫快燒的工藝要求。
本發(fā)明的熔塊選用鈣-鋅-鋇-鍶作為復(fù)合熔劑，可以充分利用它們各自的性能，提高了熔塊釉的化學(xué)穩(wěn)定性。本發(fā)明的熔塊中放棄使用現(xiàn)有技術(shù)中常用的鎂作為熔劑組分，因?yàn)殒V的存在容易造成釉面析晶發(fā)污。
熔塊中的鋅含量不可過高或過低，過高時(shí)容易產(chǎn)生ZnSiO4結(jié)晶浮于釉層中，影響光澤并造成針孔現(xiàn)象，而含量過低則會(huì)造成釉料的流動(dòng)性差，從而產(chǎn)生釉面缺陷。選擇本發(fā)明中的范圍，有利于提高釉面彈性和熱穩(wěn)定性。
碳酸鋇可以引入BaO，其具有高折射率，可以提高釉面光澤，此外，其可以提高釉面的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，在釉燒時(shí)可以起到抵抗氣氛的作用。
碳酸鍶可以引入SrO，其可以降低釉料的熔融粘度，提高光澤度，在含鋯釉中，由SrO、BaO、CaO和ZnO聯(lián)合作為輔助熔劑，可以使得含鋯釉產(chǎn)生光滑的釉面，擴(kuò)大燒成范圍，減少鋅釉的麻點(diǎn)和針孔。
長石是引入鉀和鈉的主要原料，本發(fā)明的長石優(yōu)選印度長石，其K2O含量約為12.5％，Na2O的含量約為2.5％，同時(shí)，氧化鐵和氧化鈦的含量較低，屬于一級(jí)長石。其理化性能和助熔能力好。Li2O、K2O和Na2O聯(lián)用，可以使得熔塊具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，并且可改善釉料的熔融性質(zhì)，提高釉面光澤。
如不使用本發(fā)明的熔塊進(jìn)行釉燒，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，釉燒成品會(huì)有釉面析晶，蒙釉、發(fā)污(釉面光澤度差或無光澤)、釉面毛孔、氣泡等質(zhì)量問題
優(yōu)選地，所述骨質(zhì)瓷包括按重量份計(jì)的坯料9-11份和熔塊釉1-1.5份。
優(yōu)選地，所述坯料包括按重量百分比計(jì)的以下組分：
骨炭：35-45％；
石英：12-14％；
長石：7-9％；
生砂：3-5％；
高嶺土：18-23％；
瓷粉：7-11％；
于寺土：4-6％。
優(yōu)選地，所述熔塊釉包括按重量百分比計(jì)的以下組分：
長石：27-32％；
石英：12-16％；
重鈣6-8％；
鋰瓷石：15-19％；
硼砂：7-10％；
硼鈣石：4-7％；
碳酸鋇：1.5-3.5％；
鋅：7-11％；
碳酸鋯：2-3％；
碳酸鍶：1-3％；
碳酸鋰：1-3％；
堿面：0.8-2％。
優(yōu)選地，所述熔塊釉的始融溫度為910-915℃，熔融溫度范圍為1005-1065℃。
本發(fā)明的另一方面涉及所述骨質(zhì)瓷的燒結(jié)工藝，所述工藝包括高溫素?zé)偷蜏赜詿?，其中，所述低溫釉燒的燒結(jié)周期為5-7小時(shí)，燒成溫度為1050-1090℃。
優(yōu)選地，所述低溫釉燒在隧道窯中進(jìn)行，其具體過程為：
所述骨質(zhì)瓷先在預(yù)熱帶中受熱，被加熱至960-990℃；隨后，骨質(zhì)瓷進(jìn)入燒成帶，并在所述燒成帶中被加熱至1050-1100℃；最后，骨質(zhì)瓷在冷卻帶中降溫至室溫。
優(yōu)選地，所述骨質(zhì)瓷在預(yù)熱帶中加熱的時(shí)間為130-145分鐘。
優(yōu)選地，所述骨質(zhì)瓷在燒成帶中加熱的時(shí)間為85-95分鐘。
優(yōu)選地，所述骨質(zhì)瓷在冷卻帶中冷卻的時(shí)間為110-120分鐘。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
實(shí)施例1
按以下步驟燒制骨質(zhì)瓷
1.坯料經(jīng)常規(guī)的配料、球磨、除鐵過篩、濾泥、攪泥等工序后成型并干燥，修、驗(yàn)坯后進(jìn)行高溫素?zé)?；其中，所述坯料的組分為按照百分比計(jì)的：
骨炭30％、石英16％、長石10％、生砂2％、高嶺土25％、瓷粉15％、于寺土2％。
2.采用熔塊釉對(duì)素?zé)蟮呐黧w施釉并進(jìn)行低溫釉燒，低溫釉燒的具體過程如下，首先被加熱至990℃，預(yù)熱130分鐘，隨后加熱至1100℃并燒制85分鐘，后在冷卻帶中冷卻110分鐘；所述熔塊釉的組分為按照重量百分比計(jì)的：長石25％、石英20％、重鈣10％、鋰瓷石20％、硼砂5％、硼鈣石10％、碳酸鋇1％、鋅5％、碳酸鋯1％、碳酸鍶0.5％、碳酸鋰1％、堿面1.5％。
實(shí)施例2
按以下步驟燒制骨質(zhì)瓷
1.坯料經(jīng)常規(guī)的配料、球磨、除鐵過篩、濾泥、攪泥等工序后成型并干燥，修、驗(yàn)坯后進(jìn)行高溫素?zé)黄渲?，所述坯料的組分為按照百分比計(jì)的：
骨炭50％、石英10％、長石5％、生砂6％、高嶺土15％、瓷粉5％、于寺土9％。
2.采用熔塊釉對(duì)素?zé)蟮呐黧w施釉并進(jìn)行低溫釉燒，低溫釉燒的具體過程如下，首先被加熱至990℃，預(yù)熱130分鐘，隨后加熱至1100℃并燒制85分鐘，后在冷卻帶中冷卻110分鐘；所述熔塊釉的組分為按照重量百分比計(jì)的：
長石35％、石英10％、重鈣5％、鋰瓷石10％、硼砂12％、硼鈣石3％、碳酸鋇3％、鋅15％、碳酸鋯4％、碳酸鍶1％、碳酸鋰1％、堿面1％。
實(shí)施例3
按以下步驟燒制骨質(zhì)瓷
1.坯料經(jīng)常規(guī)的配料、球磨、除鐵過篩、濾泥、攪泥等工序后成型并干燥，修、驗(yàn)坯后進(jìn)行高溫素?zé)?；其中，所述坯料的組分為按照百分比計(jì)的：
骨炭35％、石英14％、長石9％、生砂5％、高嶺土23％、瓷粉7％、于寺土4％。
2.采用熔塊釉對(duì)素?zé)蟮呐黧w施釉并進(jìn)行低溫釉燒，低溫釉燒的具體過程如下，首先被加熱至990℃，預(yù)熱130分鐘，隨后加熱至1100℃并燒制85分鐘，后在冷卻帶中冷卻110分鐘；所述熔塊釉的組分為按照重量百分比計(jì)的：
長石27％、石英16％、重鈣8％、鋰瓷石19％、硼砂10％、硼鈣石4％、碳酸鋇3.5％、鋅7％、碳酸鋯3％、碳酸鍶0.5％、碳酸鋰1.2％、堿面0.8％。
實(shí)施例4
按以下步驟燒制骨質(zhì)瓷
1.坯料經(jīng)常規(guī)的配料、球磨、除鐵過篩、濾泥、攪泥等工序后成型并干燥，修、驗(yàn)坯后進(jìn)行高溫素?zé)黄渲?，所述坯料的組分為按照百分比計(jì)的：
骨炭45％、石英12％、長石7％、生砂3％、高嶺土18％、瓷粉11％、于寺土4％。
2.采用熔塊釉對(duì)素?zé)蟮呐黧w施釉并進(jìn)行低溫釉燒，低溫釉燒的具體過程如下，首先被加熱至990℃，預(yù)熱130分鐘，隨后加熱至1100℃并燒制85分鐘，后在冷卻帶中冷卻110分鐘；所述熔塊釉的組分為按照重量百分比計(jì)的：
長石32％、石英12％、重鈣6％、鋰瓷石15％、硼砂7％、硼鈣石7％、碳酸鋇2％、鋅11％、碳酸鋯2％、碳酸鍶2％、碳酸鋰2％、堿面2％。
實(shí)施例5
按以下步驟燒制骨質(zhì)瓷
1.坯料經(jīng)常規(guī)的配料、球磨、除鐵過篩、濾泥、攪泥等工序后成型并干燥，修、驗(yàn)坯后進(jìn)行高溫素?zé)?；其中，所述坯料的組分為按照百分比計(jì)的：
骨炭40％、石英10％、長石5％、生砂5％、高嶺土21％、瓷粉9％、于寺土10％
2.采用熔塊釉對(duì)素?zé)蟮呐黧w施釉并進(jìn)行低溫釉燒，低溫釉燒的具體過程如下，首先被加熱至990℃，預(yù)熱130分鐘，隨后加熱至1100℃并燒制85分鐘，后在冷卻帶中冷卻110分鐘；所述熔塊釉的組分為按照重量百分比計(jì)的：
長石30％、石英13％、重鈣6％、鋰瓷石16％、硼砂10％、硼鈣石6.5％、碳酸鋇1.5％、鋅10.2％、碳酸鋯2％、碳酸鍶2％、碳酸鋰2％、堿面0.8％。
實(shí)施例6
按以下步驟燒制骨質(zhì)瓷
1.坯料經(jīng)常規(guī)的配料、球磨、除鐵過篩、濾泥、攪泥等工序后成型并干燥，修、驗(yàn)坯后進(jìn)行高溫素?zé)黄渲?，所述坯料的組分為按照百分比計(jì)的：
骨炭40％、石英13％、長石8％、生砂4％、高嶺土21％、瓷粉9％、于寺土5％。
2.采用熔塊釉對(duì)素?zé)蟮呐黧w施釉并進(jìn)行低溫釉燒，低溫釉燒的具體過程如下，首先被加熱至990℃，預(yù)熱130分鐘，隨后加熱至1100℃并燒制85分鐘，后在冷卻帶中冷卻110分鐘；所述熔塊釉的組分為按照重量百分比計(jì)的：
長石29％、石英14％、重鈣7.25％、鋰瓷石17％、硼砂8.53％、硼鈣石5.54％、碳酸鋇2.13％、鋅19％、碳酸鋯2.64％、碳酸鍶1.88％、碳酸鋰1.7％、堿面3.2％。
對(duì)實(shí)施例1-6中燒制的骨質(zhì)瓷進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，結(jié)果如表1所示
表1
其中，抗熱震性的檢測(cè)依據(jù)為GB/T3298-2008規(guī)定的方法，所使用的儀器為電熱干燥箱，每個(gè)實(shí)施例中使用5個(gè)樣品經(jīng)160℃-20℃的水熱交換一次；
白度的檢測(cè)依據(jù)為QB/T1503-2011；
吸水率的檢測(cè)依據(jù)為GB/T3299-2011；
鉛鎘溶出量的檢測(cè)依據(jù)為ASTM C738-94(2011)。
由表格中的數(shù)據(jù)可以看出，使用本發(fā)明的骨質(zhì)瓷坯料和釉料燒制骨質(zhì)瓷，可以在低溫釉燒的條件下燒制出符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的骨瓷制品。此外，一般的骨質(zhì)瓷，其釉面硬度為430-470kg/mm2，而本發(fā)明的骨質(zhì)瓷，釉面硬度可達(dá)到500kg/mm2以上。
盡管已用具體實(shí)施例來說明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)意識(shí)到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。