CN105218072A - 一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土40～70％、滑石5～30％、高岭土5～15％、锂辉石1～15％；所述紫砂陶瓷坯体的主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.6～2.5×10-6/℃。此外，还公开了上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法。本发明耐热紫砂陶瓷为堇青石质，其抗热震性好，可耐600℃～20℃热交换而不裂，既可电热使用，又可明火加热，从而扩大了紫砂的适用领域；同时，制备工艺简单易行，大大降低了生产成本，有利于推广应用和产业化的实现，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种耐热紫砂陶瓷及其制备方法。
背景技术
紫砂是一种硅酸盐矿物质，主要由石英粉矿及胶合它的粘土矿物组成。与普通陶坯不同，紫砂具有双重气孔结构，紫砂矿石中含有氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰、氧化钠、氧化钾等。基于紫砂泥料的特性和技术的局限性，紫砂从古至今其传统功用是作为饮用器皿使用(如茶具等)，而不适合直接用于明火加热。
随着人们生活水平的提高，对于紫砂的养生功用愈加关注，从而具有将紫砂作为耐高温炊具使用的迫切需求。为此，近年来也研究开发了耐热紫砂陶瓷，以提高紫砂制品的耐高温性能，扩大紫砂的适用领域。目前，现有技术大多是通过在紫砂原料中加入锂辉石，以提高制品的耐热温度并控制破裂，如中国专利申请号为200810030946.7的“耐热紫砂陶瓷器具”以及专利申请号为201310546505.3的“一种耐高温的紫砂器皿”，其锂辉石用量分别达到了25～38％和40～60％。然而，我国自产的含锂原料锂含量较低，性能和质量又不稳定，因此锂质原料主要依赖国外进口，原料价格高(每吨五、六千元)，从而严重制约了耐热瓷行业的发展。
此外，堇青石材料具有热膨胀系数低、抗热震性能好和耐腐蚀性强等特点，被广泛应用于各种窑炉的隔热材料、汽车尾气净化器、催化剂载体等，采用人工合成获得堇青石质陶瓷材料能够使制品具有良好的抗热震性能。为此，如何减少锂辉石用量、并以低成本获得堇青石质紫砂陶瓷，从而有效提高紫砂耐热性能，是目前研究的热点与难点之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，以较低的成本有效提高紫砂的耐热性能，使之既可用于电热、也可用于明火加热，从而扩大紫砂制品的用途。本发明的另一目的在于提供上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土40～70％、滑石5～30％、高岭土5～15％、锂辉石1～15％；所述紫砂陶瓷坯体的主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.6～2.5×10-6/℃。
上述方案中，本发明所述紫砂陶瓷坯体的化学组成为：SiO252～67％、Al2O321～36％、K2O0.2～2.1％、Na2O0.1～2.1％、CaO0.2～2.1％、MgO5～16％、Li2O0.1～2.2％。
进一步地，本发明采用江西省景德镇地区储量丰富、质量优良、价格低廉的紫砂土作为主要原料，所述紫砂土的化学组成为：SiO257.01～64.5％、Al2O317.45～23.8％、Fe2O37.83～14.60％、TiO20.75～0.91％、MgO0.21～1.55％、K2O1.21～4.71％、Na2O0.01～0.92％、CaO0.02～1.34％、烧失量4.22～6.94％。
本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
本发明上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：所述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1100～1250℃温度下烧成、保温30～60min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明耐热紫砂陶瓷为堇青石质，其抗热震性好，可耐600℃～20℃热交换而不裂，既可电热使用，又可明火加热，且干烧不裂，因而其既可作餐具，又可作饮具，从而扩大了紫砂的适用领域。
(2)本发明不仅显著减少了锂辉石的用量，而且以景德镇地区储量丰富、质量优良、价格低廉的紫砂土作为主要原料，大大降低了原料成本；同时，制备工艺简单易行，降低了烧成温度，且烧成时间大大缩短，有利于推广应用和产业化的实现，具有广阔的市场前景。
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明实施例采用江西省景德镇地区储量丰富、质量优良、价格低廉的紫砂土作为主要原料，其化学组成为：SiO257.01～64.5％、Al2O317.45～23.8％、Fe2O37.83～14.60％、TiO20.75～0.91％、MgO0.21～1.55％、K2O1.21～4.71％、Na2O0.01～0.92％、CaO0.02～1.34％、烧失量4.22～6.94％。
实施例一：
1、本实施例一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按照重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土50％、滑石30％、高岭土15％、锂辉石5％。
2、本实施例上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：上述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1250℃温度下烧成、保温60min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
3、本实施例制得的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其化学组成为：SiO256.7％、Al2O331.5％、K2O0.6％、Na2O0.7％、CaO0.5％、MgO9.5％、Li2O0.5％；其主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.68×10-6/℃。对应紫砂产品可耐600℃～20℃热交换而不裂。
实施例二：
1、本实施例一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按照重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土60％、滑石25％、高岭土10％、锂辉石5％。
2、本实施例上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：上述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1200℃温度下烧成、保温30min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
3、本实施例制得的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其化学组成为：SiO258.1％、Al2O330.9％、K2O0.7％、Na2O0.7％、CaO0.5％、MgO8.5％、Li2O0.6％；其主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.79×10-6/℃。对应紫砂产品可耐600℃～20℃热交换而不裂。
实施例三：
1、本实施例一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按照重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土60％、滑石20％、高岭土10％、锂辉石10％。
2、本实施例上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：上述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1200℃温度下烧成、保温45min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
3、本实施例制得的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其化学组成为：SiO258.2％、Al2O331.2％、K2O0.7％、Na2O0.6％、CaO0.4％、MgO7.9％、Li2O1.0％；其主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.73×10-6/℃。对应紫砂产品可耐600℃～20℃热交换而不裂。
实施例四：
1、本实施例一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按照重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土60％、滑石15％、高岭土10％、锂辉石15％。
2、本实施例上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：上述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1250℃温度下烧成、保温60min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
3、本实施例制得的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其化学组成为：SiO258.6％、Al2O331.4％、K2O0.7％、Na2O0.6％、CaO0.4％、MgO6.5％、Li2O1.8％；其主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.61×10-6/℃。对应紫砂产品可耐600℃～20℃热交换而不裂。
实施例五：
1、本实施例一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按照重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土70％、滑石10％、高岭土10％、锂辉石10％。
2、本实施例上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：上述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1100℃温度下烧成、保温60min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
3、本实施例制得的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其化学组成为：SiO261.2％、Al2O330.5％、K2O0.5％、Na2O0.6％、CaO0.4％、MgO5.9％、Li2O0.9％；其主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.93×10-6/℃。对应紫砂产品可耐600℃～20℃热交换而不裂。
实施例六：
1、本实施例一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按照重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土40％、滑石30％、高岭土15％、锂辉石15％。
2、本实施例上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：上述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1200℃温度下烧成、保温45min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
3、本实施例制得的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其化学组成为：SiO256.2％、Al2O330.1％、K2O0.8％、Na2O0.7％、CaO0.6％、MgO9.9％、Li2O1.7％；其主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.87×10-6/℃。对应紫砂产品可耐600℃～20℃热交换而不裂。
实施例七：
1、本实施例一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按照重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土70％、滑石5％、高岭土15％、锂辉石10％。
2、本实施例上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：上述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1150℃温度下烧成、保温45min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
3、本实施例制得的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其化学组成为：SiO261.1％、Al2O330.8％、K2O0.7％、Na2O0.7％、CaO0.6％、MgO5.2％、Li2O0.9％；其主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.85×10-6/℃。对应紫砂产品可耐600℃～20℃热交换而不裂。
实施例八：
1、本实施例一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按照重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土70％、滑石15％、高岭土5％、锂辉石10％。
2、本实施例上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：上述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1200℃温度下烧成、保温30min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
3、本实施例制得的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其化学组成为：SiO260.2％、Al2O330.4％、K2O0.6％、Na2O0.6％、CaO0.5％、MgO6.9％、Li2O0.8％；其主晶相为堇青石，热膨胀系数α为1.78×10-6/℃。对应紫砂产品可耐600℃～20℃热交换而不裂。
实施例九：
1、本实施例一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，按照重量百分比其坯体的原料组成为：紫砂土70％、滑石17％、高岭土12％、锂辉石1％。
2、本实施例上述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法如下：上述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1250℃温度下烧成、保温30min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
3、本实施例制得的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其化学组成为：SiO261.1％、Al2O331.4％、K2O0.6％、Na2O0.6％、CaO0.5％、MgO5.6％、Li2O0.2％；其主晶相为堇青石，热膨胀系数α为2.42×10-6/℃。对应紫砂产品可耐600℃～20℃热交换而不裂。
Claims (4)
1.一种高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其特征在于按重量百分比坯体的原料组成为：紫砂土40～70％、滑石5～30％、高岭土5～15％、锂辉石1～15％；所述紫砂陶瓷坯体的主晶相为堇青石，其热膨胀系数α为1.6～2.5×10-6/℃。
2.根据权利要求1所述的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其特征在于：所述紫砂陶瓷坯体的化学组成为：SiO252～67％、Al2O321～36％、K2O0.2～2.1％、Na2O0.1～2.1％、CaO0.2～2.1％、MgO5～16％、Li2O0.1～2.2％。
3.根据权利要求1所述的高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷，其特征在于：所述紫砂土的化学组成为：SiO257.01～64.5％、Al2O317.45～23.8％、Fe2O37.83～14.60％、TiO20.75～0.91％、MgO0.21～1.55％、K2O1.21～4.71％、Na2O0.01～0.92％、CaO0.02～1.34％、烧失量4.22～6.94％。
4.权利要求1-3之一所述高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷的制备方法，其特征在于：所述原料配比混合后，经球磨、过筛、压滤榨泥、练泥陈腐、成型、干燥，然后在1100～1250℃温度下烧成、保温30～60min，得到高抗热震性堇青石质耐热紫砂陶瓷。
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