CN104961439A

CN104961439A - 一种高强度多用途陶瓷生产工艺

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Publication number: CN104961439A
Application number: CN201510362870.8A
Authority: CN
Inventors: 陈星宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2015-10-07

Abstract

本发明公开了一种高强度多用途陶瓷生产工艺，包括如下步骤：原料质量配比为：锂辉石48—57份、石英10—15份、镁质粘土10—16份、水洗高岭土17—23份、水洗高岭土14—19份、水洗高岭土13—16份、滑石粉5-7份、氧化铝1—3份、长石3—5份、碳酸盐类熔剂2—3份；素烧：以500-600摄氏度的窑炉温度烧制2-3小时，再以700-900摄氏度的窑炉温度烧制4-5小时；制陶瓷釉；陶瓷釉料粉碎；陶瓷釉料混合；施釉：将陶瓷釉料均匀涂在陶瓷坯料上；回炉；陶瓷金属化。本发明能够使生产出的陶瓷质量更好，能够满足不同的需求，扩大产品的应用范围，能够降低产品的次品率，减少陶瓷产品上出现裂纹，增强陶瓷产品的强度。

Description

一种高强度多用途陶瓷生产工艺

【技术领域】

本发明涉及陶瓷加工工艺的技术领域，特别是一种高强度多用途陶瓷生产工艺的技术领域。

【背景技术】

陶瓷是陶器和瓷器的总称。人们早在约8000年前的新石器时代就发明了陶器。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。除了使用于食器、装饰上外，陶瓷在科学、技术的发展中亦扮演着重要角色。陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶器能装水；烧至1230度则瓷化，可几乎完全不吸水且耐高温耐腐蚀。中国是最早制造和使用陶瓷的国家，通过丝绸之路中国向世界各地出口了大量的瓷器，随着时代的发展，人们对陶瓷的需求不断扩展，对陶瓷的质量也在不段扩大。同时人们也越来越需要通用性的陶瓷，由于陶瓷材料表面结构与金属材料表面结构不同，焊接往往不能润湿陶瓷表面，也不能与之作用而形成牢固的黏结，因而陶瓷与金属的封接是一种特殊的工艺方法，即金属化的方法：先在陶瓷表面牢固的黏附一层金属薄膜，从而实现陶瓷与金属的焊接。另外，用特制的玻璃焊料可直接实现陶瓷与金属的焊接。陶瓷的金属化与封接是在瓷件的工作部位的表面上，涂覆一层具有高导电率、结合牢固的金属薄膜作为电极。用这种方法将陶瓷和金属焊接在一起时，其主要流程如下：陶瓷表面做金属化烧渗→沉积金属薄膜→加热焊料使陶瓷与金属焊封，陶瓷金属化是在陶瓷表面牢固地粘附一层金属薄膜，使之实现陶瓷和金属间的焊接，现有钼锰法、镀金法、镀铜法、镀锡法、镀镍法、LAP法(激光后金属镀)等多种陶瓷金属化工艺。陶瓷金属化产品的陶瓷材料为分为96白色氧化铝陶瓷和93黑色氧化铝陶瓷，成型方法为流延成型。类型主要是金属化陶瓷基片，也可成为金属化陶瓷基板。金属化方法有厚膜法和共烧法。产品尺寸精密，翘曲小；金属和陶瓷接合力强；金属和陶瓷接合处密实，散热性更好。可用于LED散热基板，陶瓷封装，电子电路基板等。目前市场上陶瓷产品种类很多，但是通用性较差，市场需要一种陶瓷生产工艺，生产出的陶瓷通用性好。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种高强度多用途陶瓷生产工艺，能够使生产出的陶瓷质量更好，能够满足不同的需求，扩大产品的应用范围，能够降低产品的次品率，减少陶瓷产品上出现裂纹，增强陶瓷产品的强度。

为实现上述目的，本发明提出了一种高强度多用途陶瓷生产工艺，包括如下步骤：

a)配料：原料包括：锂辉石、石英、镁质粘土、水洗高岭土、水洗高岭土、水洗高岭土、水、氧化铝、长石、碳酸盐类熔剂，原料质量配比为：锂辉石48—57份、石英10—15份、镁质粘土10—16份、水洗高岭土17—23份、水洗高岭土14—19份、水洗高岭土13—16份、滑石粉5-7份、氧化铝1—3份、长石3—5份、碳酸盐类熔剂2—3份；

b)粉碎：将固体原料通过破碎机，磨成直径小于8mm的颗粒状；

c)混合：将原料混合并加入适量清水，然后放球磨机中研磨31-35小时，将泥浆通过250目筛进行筛选，将通过筛选的原料作为后续泥浆原料，没有通过筛选的原料舍弃；

d)磁选，将泥浆原料倒入木桶中，在木桶的底部放置与桶底大小相同的磁铁盘，磁铁盘上部放置滤网，滤网与磁铁盘之间的距离为10-20mm,通过搅拌装置对泥浆原料进行搅拌，搅拌时间为3-5小时，或者用专门的磁选机设备，将泥浆原料中所含的铁杂质去除；

e)将泥浆原料压成泥饼，泥饼的含水率小于20％；

f)坯料成型：通过拉坯机或模具制造需要形状和结构的坯料；

g)素烧：以500-600摄氏度的窑炉温度烧制2-3小时，再以700-900摄氏度的窑炉温度烧制4-5小时；

h)制陶瓷釉：陶瓷釉原料包括：长石、熔剂原料、氧化铝、球土、硼润土、高岭土、碳酸钙、甲基、防腐剂、刚玉/金刚砂、石英、分散剂、白云石、钾/钠长石、氧化钛、盐、钨氧化物，原料配比为：长石40—60份、熔剂原料1—3份、氧化铝2—5份、球土2—3份、硼润土1.5-2.0份、高岭土5—12份、碳酸钙3—8份、甲基2—4份、防腐剂0.10—0.12份、刚玉/金刚砂4—8份、石英35—45份、分散剂0.08—0.10份、白云石2—3份、钾/钠长石2—3份、氧化钛2—3份、盐2—3份、钨氧化物2—3份；

i)陶瓷釉料粉碎：将固体陶瓷釉原料通过破碎机，磨成直径小于5mm的颗粒状；

j)陶瓷釉料混合：将陶瓷釉料原料混合并加入清水，然后放球磨机研磨40-45小时，将泥浆通过200目筛进行筛选，将通过筛选的原料作为陶瓷釉料；

k)施釉：将陶瓷釉料均匀涂在陶瓷坯料上；

l)回炉：将施釉后的陶瓷坯料放入窑炉中，以900摄氏度的高温烧制3-5小时，以1200-1400摄氏度的高温烧制4-6小时，制成成品。

m)陶瓷金属化：通过镀铜法、镀锡法根据需要在成品上进行金属化。

作为优选，所述石英的类型是水晶、脉石英、石英岩、石英砂岩、石英砂、燧石、硅藻土、海卵石及粉石英中的一种或多种。

作为优选，所述a)配料：原料质量配比为：锂辉石50份、石英12份、镁质粘土12份、水洗高岭土17份、水洗高岭土15份、水洗高岭土13份、滑石粉5份、氧化铝1份、长石3份、碳酸盐类熔剂2份；

作为优选，所述a)配料：原料质量配比为：锂辉石50份、石英14份、镁质粘土15份、水洗高岭土22份、水洗高岭土18份、水洗高岭土16份、滑石粉7份、氧化铝3份、长石5份、碳酸盐类熔剂3份；

作为优选，所述长石的类型是钾长石、钠长石、方解石、白云石、滑石、萤石中的一种或多种。

作为优选，所述碳酸盐类熔剂的类型是碳酸钙、方解石、大理石、白云石、碳酸镁、石灰岩。石灰石、方解石、大理石中的一种或多种。

作为优选，所述球磨机的研磨转速为每分钟14转，研磨容器长5米，直径3.2米。

作为优选，所述h)原料配比为：长石55份、熔剂原料3份、氧化铝5份、球土3份、硼润土2份、高岭土11份、碳酸钙7份、甲基4份、防腐剂0.12份、刚玉/金刚砂8份、石英44份、分散剂0.1份、白云石3份、钾/钠长石2.5份、氧化钛3份、盐2.7份、钨氧化物2.5份。

作为优选，所述L)回炉：将施釉后的陶瓷坯料放入窑炉中，以900摄氏度的高温烧制4小时，以1300摄氏度的高温烧制6小时，制成成品。

本发明的有益效果：本发明通过对陶瓷原料中加入特殊功能的原料，通过对原料进行更加精细的特殊加工，能够使生产出的陶瓷质量更好，能够满足不同的需求，扩大产品的应用范围，能够降低产品的次品率，减少陶瓷产品上出现裂纹，增强陶瓷产品的强度。

本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。

【具体实施方式】

本发明一种高强度多用途陶瓷生产工艺，包括如下步骤：

n)配料：原料包括：锂辉石、石英、镁质粘土、水洗高岭土、水洗高岭土、水洗高岭土、水、氧化铝、长石、碳酸盐类熔剂，原料质量配比为：锂辉石48—57份、石英10—15份、镁质粘土10—16份、水洗高岭土17—23份、水洗高岭土14—19份、水洗高岭土13—16份、滑石粉5-7份、氧化铝1—3份、长石3—5份、碳酸盐类熔剂2—3份；

o)粉碎：将固体原料通过破碎机，磨成直径小于8mm的颗粒状；

p)混合：将原料混合并加入适量清水，然后放球磨机中研磨31-35小时，将泥浆通过250目筛进行筛选，将通过筛选的原料作为后续泥浆原料，没有通过筛选的原料舍弃；

q)磁选，将泥浆原料倒入木桶中，在木桶的底部放置与桶底大小相同的磁铁盘，磁铁盘上部放置滤网，滤网与磁铁盘之间的距离为10-20mm,通过搅拌装置对泥浆原料进行搅拌，搅拌时间为3-5小时，或者用专门的磁选机设备，将泥浆原料中所含的铁杂质去除；

r)将泥浆原料压成泥饼，泥饼的含水率小于20％；

s)坯料成型：通过拉坯机或模具制造需要形状和结构的坯料；

t)素烧：以500-600摄氏度的窑炉温度烧制2-3小时，再以700-900摄氏度的窑炉温度烧制4-5小时；

u)制陶瓷釉：陶瓷釉原料包括：长石、熔剂原料、氧化铝、球土、硼润土、高岭土、碳酸钙、甲基、防腐剂、刚玉/金刚砂、石英、分散剂、白云石、钾/钠长石、氧化钛、盐、钨氧化物，原料配比为：长石40—60份、熔剂原料1—3份、氧化铝2—5份、球土2—3份、硼润土1.5-2.0份、高岭土5—12份、碳酸钙3—8份、甲基2—4份、防腐剂0.10—0.12份、刚玉/金刚砂4—8份、石英35—45份、分散剂0.08—0.10份、白云石2—3份、钾/钠长石2—3份、氧化钛2—3份、盐2—3份、钨氧化物2—3份；

v)陶瓷釉料粉碎：将固体陶瓷釉原料通过破碎机，磨成直径小于5mm的颗粒状；

w)陶瓷釉料混合：将陶瓷釉料原料混合并加入清水，然后放球磨机研磨40-45小时，将泥浆通过200目筛进行筛选，将通过筛选的原料作为陶瓷釉料；

x)施釉：将陶瓷釉料均匀涂在陶瓷坯料上；

y)回炉：将施釉后的陶瓷坯料放入窑炉中，以900摄氏度的高温烧制3-5小时，以1200-1400摄氏度的高温烧制4-6小时，制成成品。

z)陶瓷金属化：通过镀铜法、镀锡法根据需要在成品上进行金属化。

具体的，所述石英的类型是水晶、脉石英、石英岩、石英砂岩、石英砂、燧石、硅藻土、海卵石及粉石英中的一种或多种。

具体的，所述a)配料：原料质量配比为：锂辉石50份、石英12份、镁质粘土12份、水洗高岭土17份、水洗高岭土15份、水洗高岭土13份、滑石粉5份、氧化铝1份、长石3份、碳酸盐类熔剂2份；

具体的，所述a)配料：原料质量配比为：锂辉石50份、石英14份、镁质粘土15份、水洗高岭土22份、水洗高岭土18份、水洗高岭土16份、滑石粉7份、氧化铝3份、长石5份、碳酸盐类熔剂3份；

具体的，所述长石的类型是钾长石、钠长石、方解石、白云石、滑石、萤石中的一种或多种。

具体的，所述碳酸盐类熔剂的类型是碳酸钙、方解石、大理石、白云石、碳酸镁、石灰岩。石灰石、方解石、大理石中的一种或多种。

具体的，所述球磨机的研磨转速为每分钟14转，研磨容器长5米，直径3.2米。

具体的，所述h)原料配比为：长石55份、熔剂原料3份、氧化铝5份、球土3份、硼润土2份、高岭土11份、碳酸钙7份、甲基4份、防腐剂0.12份、刚玉/金刚砂8份、石英44份、分散剂0.1份、白云石3份、钾/钠长石2.5份、氧化钛3份、盐2.7份、钨氧化物2.5份。

具体的，所述L)回炉：将施釉后的陶瓷坯料放入窑炉中，以900摄氏度的高温烧制4小时，以1300摄氏度的高温烧制6小时，制成成品。。

本发明工作过程：

本发明一种高强度多用途陶瓷生产工艺在工作过程中，陶瓷坯料中不同的成分，对产品有不同的影响，石英：在陶瓷工业中属于非可塑性陶瓷原料，可用于陶瓷产品的坯体、釉料等配方。它们通常以水晶、脉石英、石英岩、石英砂岩、石英砂、燧石、硅藻土、海卵石及粉石英等形式存在。石英的化学成分主要是二氧化硅。石英是陶瓷坯体中的主要原料，它可以降低陶瓷泥料的可塑性，减小坯体的干燥收缩，缩短干燥时间，防止坯体变形。在烧成中，石英的加热膨胀可以部分抵消坯体的收缩；高温时石英成为坯体的骨架，与氧化铝共同生成莫来石，能够防止坯体发生软化变形；石英还能提高瓷器的白度与半透明度。

石英在釉料中能够提高釉的熔融温度与粘度，减少釉的膨胀系数，也能够提高釉的机械强度、硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性。

熔剂原料：通常指能够降低陶瓷坯釉烧成温度，促进产品烧结的原料。陶瓷工业常用的熔剂原料有长石钾长石、钠长石、方解石、白云石、滑石、萤石、含锂矿物等。烧成前长石属于非可塑性原料，可以减少坯体收缩与变形，提高干坯强度。长石是坯釉的熔剂原料，在坯体中占有25％含量；在釉料中占50％的含量。长石的主要作用是降低烧成温度；在烧成中长石熔融玻璃可以充填坯体颗粒间空隙，并能促进熔融其他矿物原料；长石原料还可以使坯体质地致密，提高了陶瓷制品的机械强度、电气性能与半透明度。在各种陶瓷产品中，长石是一种不可缺少的常用的陶瓷原料。

碳酸盐类熔剂原料：作为主要的陶瓷熔剂原料，碳酸盐类熔剂原料品种非常多。它们有碳酸钙、方解石、大理石、白云石、菱镁矿碳酸镁、石灰岩等。碳酸盐类熔剂原料在我国分布面积很广。如方解石、石灰石，菱镁矿。碳酸盐类熔剂原料的主要成分碳酸钙在陶瓷坯釉料中主要是发挥熔剂作用。尤其在陶瓷面砖中，使用石灰石、方解石、大理石。用于釉料中可以增加釉的硬度与耐磨度；增加釉的抗腐蚀性；降低釉的高温粘度与增加釉的光泽度等优点。碳酸盐类熔剂原料在建筑卫生陶瓷产品中使用很多。

镁硅酸盐类原料该类原料主要有滑石、蛇纹石及镁橄榄石。滑石在陶瓷工业中用途范围很广，可以生产白度高，透明度好的高档日用陶瓷产品、电瓷、及特种陶瓷制品。建筑卫生陶瓷坯料中加入滑石后，可以降低烧成温度，扩大烧成范围，提高产品的半透明与热稳定性。滑石加入到釉料中时，能够防止釉面的开裂，增加釉料的乳浊性。

本发明一种高强度多用途陶瓷生产工艺，通过对陶瓷原料中加入特殊功能的原料，通过对原料进行更加精细的特殊加工，能够使生产出的陶瓷质量更好，能够满足不同的需求，扩大产品的应用范围，能够降低产品的次品率，减少陶瓷产品上出现裂纹，增强陶瓷产品的强度。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种高强度多用途陶瓷生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

e)将泥浆原料压成泥饼，泥饼的含水率小于20％；

h)制陶瓷釉：陶瓷釉原料包括：长石、熔剂原料、氧化铝、球土、硼润土、高岭土、碳酸钙、甲基、防腐剂、刚玉/金刚砂、石英、分散剂、白云石、钾/钠长石、氧化钛、盐、钨氧化物，原料配比为：长石40—60份、熔剂原料1—3份、氧化铝2—5份、球土2—3份、硼润土1.5-2.0份、高岭土5—12份、碳酸钙3—8份、甲基2—4份、防腐剂0.10—0.12份、刚玉/金刚砂4—8份、石英35—45份、分散剂0.08— 0.10份、白云石2—3份、钾/钠长石2—3份、氧化钛2—3份、盐2—3份、钨氧化物2—3份；

k)施釉：将陶瓷釉料均匀涂在陶瓷坯料上；

l)回炉：将施釉后的陶瓷坯料放入窑炉中，以900摄氏度的高温烧制3-5小时，以1200-1400摄氏度的高温烧制4-6小时，制成成品；

2.如权利要求1所述的一种高强度多用途陶瓷生产工艺，其特征在于：所述石英的类型是水晶、脉石英、石英岩、石英砂岩、石英砂、燧石、硅藻土、海卵石及粉石英中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种高强度多用途陶瓷生产工艺，其特征在于：所述a)配料：原料质量配比为：锂辉石50份、石英12份、镁质粘土12份、水洗高岭土17份、水洗高岭土15份、水洗高岭土13份、滑石粉5份、氧化铝1份、长石3份、碳酸盐类熔剂2份。

4.如权利要求1所述的一种高强度多用途陶瓷生产工艺，其特征在于：所述a)配料：原料质量配比为：锂辉石50份、石英14份、镁质粘土15份、水洗高岭土22份、水洗高岭土18份、水洗高岭土16份、滑石粉7份、氧化铝3份、长石5份、碳酸盐类熔剂3份。

5.如权利要求1所述的一种高强度多用途陶瓷生产工艺，其特征在于：所述长石的类型是钾长石、钠长石、方解石、白云石、滑石、萤石中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种高强度多用途陶瓷生产工艺，其特征在于：所述碳酸盐类熔剂的类型是碳酸钙、方解石、大理石、白云石、碳酸镁、石灰岩。石灰石、方解石、大理石中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的一种高强度多用途陶瓷生产工艺，其特征在于：所述球磨机的研磨转速为每分钟14转，研磨容器长5米，直径3.2米。

8.如权利要求1所述的一种高强度多用途陶瓷生产工艺，其特征在于：所述h)原料配比为：长石55份、熔剂原料3份、氧化铝5份、球土3份、硼润土2份、高岭土11份、碳酸钙7份、甲基4份、防腐剂0.12份、刚玉/金刚砂8份、石英44份、分散剂0.1份、白云石3份、钾/钠长石2.5份、氧化钛3份、盐2.7份、钨氧化物2.5份。

9.如权利要求1所述的一种高强度多用途陶瓷生产工艺，其特征在于：所述L)回炉：将施釉后的陶瓷坯料放入窑炉中，以900摄氏度的高温烧制4小时，以1300摄氏度的高温烧制6小时，制成成品。