一種採用還原氣氛加熱方法製備的陶瓷筷子及其製備方法與流程
2023-06-04 11:12:41 1
本發明屬無機非金屬材料（陶瓷）領域， 具體涉及一種採用還原氣氛加熱方法製備的陶瓷筷子及其製備方法。
背景技術：
陶瓷筷子是近年出現的一種新型筷子。目前製備的陶瓷筷子一般是採用鎂質瓷材質來製備或用微晶玻璃來製備，其不足之處是強度不高（抗折強度260MPa，吸水率≤0.5%。並且符合國家的節能減排政策，因此具有廣闊的市場前景。
本發明採用合成的硼酸鈣作為添加劑既可以降低陶瓷筷子的燒成溫度、使製備的陶瓷筷子在含有很少的液相量（液相量含量<10%）的前提下保持很低的吸水率（吸水率<0.5%），同時又可以增強色料在陶瓷筷子中的發色能力。採用莫來石前驅體增強劑可以很好地促進陶瓷筷子中針狀莫來石的發育形成、以增強陶瓷筷子的抗折強度。
具體實施方式
實施例1：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1µm） 67g、雲南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g，上述原料為工業級品位。
2.製備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、雲南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料後幹法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2 g、硼酸78.8g配料後混勻，然後裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘後，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、雲南水洗土、礦化劑配料後用溼法球磨30分鐘，然後將球磨好的料漿過325目的篩，並將篩下料烘乾後過200目篩後造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑混合，然後採用幹壓成型，最後將成型好的坯體採用還原氣氛加熱的方式燒成，製得吸水率為0.09%、抗壓強度為321.30MPa的白色陶瓷筷子；
所述步驟三中溼法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，採用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，幹壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1350℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒後混合料的粒徑為 80目。
實施例2：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1µm）67g、雲南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g，上述原料為工業級品位。
2.製備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、雲南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料後幹法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料後混勻，然後裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘後，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、雲南水洗土、礦化劑配料後用溼法球磨30分鐘，然後將球磨好的料漿過325目的篩，並將篩下料烘乾後過200目篩後造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑混合，然後採用幹壓成型，最後將成型好的坯體採用還原氣氛加熱的方式燒成，製得吸水率為0.19%、抗壓強度為265.90MPa的白色陶瓷筷子；
所述步驟三中溼法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，採用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%，幹壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1330℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒後混合料的粒徑為80目 。
實施例3：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1µm） 67g、雲南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g、外加氧化鐵（顆粒度325目）1g，上述原料為工業級品位。
2.製備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、雲南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料後幹法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料後混勻，然後裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘後，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、雲南水洗土、礦化劑配料後用溼法球磨30分鐘，然後將球磨好的料漿過325目的篩，並將篩下料烘乾後過200目篩後造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑和外加氧化鐵混合，然後採用幹壓成型，最後將成型好的坯體採用還原氣氛加熱的方式燒成，製得吸水率為0.05%、抗壓強度為283.12MPa的青色陶瓷筷子；
所述步驟三中溼法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，採用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，幹壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1350℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒後混合料的粒徑為 80目 。
實施例4：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1µm） 67g、雲南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g、外加氧化鐵（顆粒度325目）1g，上述原料為工業級品位。
2.製備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、雲南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料後幹法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料後混勻，然後裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘後，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、雲南水洗土、礦化劑配料後用溼法球磨30分鐘，然後將球磨好的料漿過325目的篩，並將篩下料烘乾後過200目篩後造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑和外加氧化鐵混合，然後採用幹壓成型，最後將成型好的坯體採用還原氣氛加熱的方式燒成，製得吸水率為0.15%、抗壓強度為262.30MPa的青色陶瓷筷子；
所述步驟三中溼法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，採用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，幹壓成型的壓力為10Mpa，燒成溫度為1330℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒後混合料的粒徑為 80目。
實施例5：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1µm） 67g、雲南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g、外加尖晶石型黑色色料（顆粒度325目）5g，上述原料為工業級品位。
2.製備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、雲南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料後幹法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2 g、硼酸78.8 g配料後混勻，然後裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘後，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、雲南水洗土、礦化劑配料後用溼法球磨30分鐘，然後將球磨好的料漿過325目的篩，並將篩下料烘乾後過200目篩後造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑和外加尖晶石型黑色色料混合，然後採用幹壓成型，最後將成型好的坯體採用還原氣氛加熱的方式燒成，製得吸水率為0.28%、抗壓強度為278.23MPa的黑色陶瓷筷子；
所述步驟三中溼法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，採用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%，幹壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1350℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒後混合料的粒徑為80目 。
實施例6：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1µm） 67g、雲南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g、外加矽酸鋯包裹黃色色料（顆粒度325目）5g，上述原料為工業級品位。
2.製備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、雲南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料後幹法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料後混勻，然後裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘後，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、雲南水洗土、礦化劑配料後用溼法球磨30分鐘，然後將球磨好的料漿過325目的篩，並將篩下料烘乾後過200目篩後造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑和外加矽酸鋯包裹黃色色料混合，然後採用幹壓成型，最後將成型好的坯體採用還原氣氛加熱的方式燒成，製得吸水率為0.18%、抗壓強度為270.15MPa的黃色陶瓷筷子；
所述步驟三中溼法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，採用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，幹壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1330℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒後混合料的粒徑為 80目。