高白度高熱穩定性自釋釉瓷的製作方法

2023-05-30 01:50:56 1

專利名稱：高白度高熱穩定性自釋釉瓷的製作方法
技術領域：
本發明屬於陶瓷技術領域，是一種自釋釉瓷。
帶釉的陶瓷製品一般都是由坯和釉兩部分組成，其生產過程是在坯體的內、外表面施上一層釉料後經過燒成，使坯釉結合在一起。本申請人在1991年10月23日申請了一種「自釋釉低溫陶瓷」，該申請於93年5月5日公開，公開號CN1071658A。在該專利申請中介紹了用高嶺土、矽灰石、石英、鉀長石、煅燒滑石、膨潤土等原料來製造自釋釉低溫陶瓷可以省去釉料加工、施釉等工序，而沒有施釉的坯體在燒成過程中能夠從自身釋放出釉質產生釉層，這樣與施釉的陶瓷產品具有同樣的釉面效果，因而大大簡化了生產工藝流程，降低生產成本，但用該專利申請技術製造的瓷器白度不高，熱穩定性不夠，而低溫燒成難以適用許多大廠的高溫窯燒成的工藝要求。
本發明的目的是要提供一種熱穩定性好、白度高、高抗衝擊強度能適用於低溫和高溫窯燒成，坯體不需要上釉靠自身釋放的釉履蓋於瓷胎表面的自釋釉瓷。
本發明的目的是用以下方式來實現的。本發明的自釋釉瓷其化學成分中包括SiO243-58%、Al2O328-36%、MgO 4.5-10.65% K2O+Na2O 1.8-5.5%(按重量百分比)。在化學成分K2O+Na2O的含量中，最好是K2O 2.0-5%、Na2O 0.2-0.5%或者K2O 0.2-0.5%、Na2O 1.6-4.5%(佔整個瓷的化學成分中的重量百分比)。根據上述的化學成分組成，可確定本發明自釋釉瓷的原料配方組成包括高嶺土25-68%、滑石15-35%、長石15-40%(按重量百分比)。為使配方中Al2O3的含量達到瓷中化學成分組成中的要求，可根據情況加入0-20%的鋁粉或礬土。所用的長石原料既可用鉀長石，也可用鈉長石或其它長石，而以2/3的鉀長石和1/3的鈉長石共同引入最好。
在本發明所引入的化學成分中，應使MgO的含量介於起骨架相和起熔劑作用之間，這樣，使MgO既起骨架相作用，又起熔劑作用。從本發明的化學成分組成，可知其主要化學成分基本屬於MgO-Al2O3-SiO2三元系統中，通過配方選擇，使瓷中的主晶相為堇青石和莫來石作為瓷中的骨架，即一部分MgO與Al2O3、SiO2反應生成堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)起骨架相作用。同時由於化學成分中又引入了Na2O k2O兩種鹼金屬氧化物，MgO與鹼金屬作用，類似於MgO在長石釉料中的作用，因此部分MgO與Na2O、k2O共同起著熔劑的作用，易於在低溫下生成液相(玻璃相)，即降低熔融溫度和高溫粘度。MgO的含量過高過低都難以得到自釋釉陶瓷產品，且嚴重影響產品的性能。MgO主要通過滑石或其它含有MgO的原料引入，也可直接使用氧化鎂化工原料。SiO2和Al2O3主要作用是形成骨架相莫來石和堇青石晶相，Al2O3主要由長石原料引入，長石的引入量高，這是獲得自釋釉和寬的燒結範圍(50-70℃)的主要因素。長石的使用以鉀長石佔2/3、鈉長石佔1/3共同引入效果最佳。高嶺土是提供成型所需的可塑性原料、同時帶入滿足骨架相所需的Al2O3、SiO2，鋁粉或礬土是當所用高嶺土和長石的Al2O3含量偏低時，作為補充劑引入的。
本發明的生產工藝流程和原料顆粒級配要求或與目前瓷器生產工藝基本相同，但省去了釉料加工及為上釉而設的所有工序。
自釋釉形成的機理比較複雜，據初步探討，在本發明裡，坯體成型後，當製品經高溫燒成時，長石首先熔融隨著溫度的繼續升高，MgO也部分地一面逐漸起熔劑作用熔融生成粘度較大的液相，一面形成堇青石晶體，同時也有莫來石晶體的生成，從而將粘度較小的長石液相向表面排擠，當燒成溫度控制在一恰當的區域，使製品表面區域形成完好的釉層而瓷胎內部還保持有一定量的堇青石晶體和少量剛玉晶體作為骨架相對，就得到自釋釉瓷製品，而恰恰是處於這一晶相、液相狀態，使瓷胎特别致密，因而有高的抗衝擊強度，由於有一定的堇青石晶體，所以有高的熱穩定性，由於形成的表層釉中有一定的MgO成分，使瓷器更白。
本發明自釋釉瓷經測試達到如下技術指標1、熱穩定性260-280℃至20℃冷水一次急冷急熱不裂;
2、製品抗衝擊強度2.8-3.7J/cm2;
3、白度80-93%;
4、透光度40-55%;
5、釉面厚度50-270微米，釉面平整光滑達到上釉製品同樣效果。
下面是本發明的實施例;
實施例一
稱取高嶺土550kg、鉀長石250kg、滑石200kg，所用原料的化學成分見表一，將上述原料投入1噸級球磨機內，按料∶球∶水＝1∶1.8∶0.9加入1800kg球磨體和900kg水，球磨14-28小時，放出過200目篩，吸鐵、壓濾、真空練泥，可塑成型，經乾燥修整後入窯在1320-1400℃燒成，即得自釋釉瓷產品。其化學成分的重量百分比組成為SiO254.56%、Al2O329.40%、MgO 6.50%、Fe2O30.23%、CaO 0.36% k2O 2.45%、Na2O 1.08%、灼失5.42%。經測試熱穩定性280℃至20℃冷水一次急冷急熱不裂，抗衝擊強度3.7J/cm2、白度92.34%、透光度50%、釉層厚度200微米。
實施例二按原料配方稱取高嶺土400kg、鉀長石140kg、鈉長石130kg、滑石210kg、鋁粉120kg，所用原料的化學成分見表一。坯料的加工、成型燒成溫度與實施例一相同，所得產品經測試熱穩定性260℃至20℃冷水一次急冷急熱不裂，白度90.67%。
實施例三按原料配方稱取高嶺土350kg、鈉長石250kg、滑石200kg、鋁粉200kg，所用化學成分見表一。坯料的加工成型、燒成溫度與實施例一相同，所得產品經測試，熱穩定性240℃至20℃冷水一次急冷急熱不裂，白度89.72%。
本發明自釋釉瓷具有以下特點1、對原料無特別要求，配料時可方便地進行調整，省去釉料的加工及上釉的工序，簡化生產工藝流程，提高工效，降低生產成本。
2、可在較寬的範圍內選擇燒成溫度(1250-1430℃)，且燒成溫度範圍較寬達50-70℃，且又可在高溫窯中燒成，能夠適用於現有的日用瓷高溫窯進行生產。
3、產品具有高白度，高透光度、高強度、高熱穩定性和自釋釉的特點，因而產品性能特別優良。
4、應用面廣，可用於日用瓷、美術瓷、建築瓷、工業瓷、電子瓷等多個領域內。
權利要求
1.一種自釋釉瓷，其特徵在於該自釋釉瓷的化學成分包括SiO243-58%、Al2O328-36%、MgO4.5-10.65%、K2O+Na2O1.8-5.5%(按重量百分比)。
2.根據權利要求1所述的自釋釉瓷，其特徵在於化學成分K2O+Na2O的含量中，K2O 2.0-5%、Na2O 0.2-0.5%(佔整個瓷的化學成分中的重量百分比)。
3.根據權利要求1所述的自釋釉瓷，其特徵在於化學成分中K2O+Na2O的含量中K2O 0.2-0.5%、Na2O1.6-4.5%(佔整個瓷的化學成分中的重量百分比)。
4.根據權利要求1或2或3所述的自釋釉瓷，其特徵在於製造該瓷所用的原料配方範圍包括高嶺土25-68%、滑石15-35%、長石15-40%(按重量百分比)。
5.根據權利要求4所述的自釋釉瓷，其特徵在於原料配方中還包括0-20%的鋁粉或礬土。
6.根據權利要求4或5所述的自釋釉瓷，其特徵在於所用的長石原料採用2/3的鉀長石、1/3的鈉長石。
全文摘要
本發明屬於陶瓷技術領域，是一種高白度高熱穩定性自釋釉瓷。該瓷的化學成分包括SiO
文檔編號C04B33/13GK1082014SQ9311163
公開日1994年2月16日 申請日期1993年7月31日 優先權日1993年7月31日
發明者楊子初, 陳海波, 唐錫懷, 馮波, 謝曉靜 申請人:湖南省陶瓷研究所