CN105622076B

CN105622076B - 贝冰水晶瓷坯体泥料及其制作工艺

Info

Publication number: CN105622076B
Application number: CN201510995096.4A
Authority: CN
Inventors: 黄新开
Original assignee: Dehua County Of Fujian Province White Ceramics Co Ltd China
Current assignee: Dehua County of Fujian province white Ceramics Co., Ltd. China
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2019-01-29
Anticipated expiration: 2035-12-28
Also published as: CN105622076A

Abstract

本发明涉及一种贝冰水晶瓷的坯体泥料，该坯体泥料的配方按化学组份质量百分比包括：71.0～76.5%的SiO2、10～13%的Al2O3、0.1～1.5%的K2O、0.1～1.2%的Na2O、0.1～3%的MgO、3.0～8%的BaO、0.1～1.5%的CaO以及4.5～7%的灼烧减量。本发明所涉及的贝冰水晶瓷坯体材料之主晶相为钡冰长石晶体，它具有与次晶相石英晶体、玻璃相体相近的折射率。主、次晶相折射率的同步耦合，能有效消除各晶界间的光散射效应，极大提高瓷坯的白度、明度、莹润度，改善瓷坯的质感。以该瓷材为坯料，施以传统制瓷技法，可以烧制出剔透如冰、灵动若水、莹润似玉的日用餐茶具和陶瓷艺术品。

Description

贝冰水晶瓷坯体泥料及其制作工艺

技术领域

本发明涉及一个白瓷新瓷种的坯体泥料，更具体地是指提供一种可在1270～1320℃温区内，并同时适应氧化、还原气氛烧成的高端白瓷坯泥配方及其制备工艺。

背景技术

中国传统白瓷，发韧于唐宋，兴盛于明清，自来延袭石英、长石、粘土（高岭土）三元组合的配方框架。千年以降，其配方基本框架几无更化。及至明季，福建德化窑将钾钠长石的配量推至极致，烧制了名闻遐迩的建白瓷（即象牙白、高长石瓷）瓷器，其坯泥配方以高配比长石为其特征。长期以来，高长石瓷就是国内高档日用瓷、艺术瓷的主要应用瓷材。但由于高端建白瓷生产需仰赖优质天然矿物原料（优级钾长石、优级粘土等），故而，在优质矿产资源日见枯竭的今天，高端建白瓷的规模化生产，几成无米之炊，已然不可持续。此外，它的高玻相特性，使得其瓷坯在烧成中濡变性大，烧成范围窄，变形率高、产品规正度低，稀缺难求的高档矿物原料和高难度的生产工艺使得高端建白瓷成为陶瓷市场里的阳春白雪，物稀价贵，难以普及。

为突破高端白瓷生产的困境，上世纪六十年代，我国唐山率先从英国引进并成功生产了骨质瓷。七、八十年代、山东淄博又先后研发创制了滑石瓷、高石英瓷等新瓷种，使高档白瓷的瓷种有了一定的拓宽。上述新瓷种之生产虽无原料资源稀缺之忧，但却存生产工艺技术之困。如骨质瓷、滑石瓷由于其材料自身性能的限制，其烧成工序必须采用高温素烧、低温釉烧以及仿形匣钵扣烧的烧成制式，因而烧造工序繁冗，高耗低效。由于施行低温釉烧的烧成制式，骨质瓷、滑石瓷普遍存在釉面硬度低、耐划刻性差的质量问题；此外，骨质瓷还兼存热震性能差、坯体强度低等材料性能方面的不足。高石英瓷虽然能按常规制式烧成，但由于瓷品坯体膨胀系数高，也增大了窑烧工序的工艺技术管理难度。因而，研制一种原料供应充足，技术操作易行、能趋避现有白瓷坯材劣势的高端白瓷新材料，乃是陶瓷材料界梦寐以求的夙愿。

发明内容

本发明提供一种贝冰水晶瓷坯体泥料的生产配方及其制作工艺，以克服高端建白瓷矿物原料稀缺匮乏、坯体烧成范围窄、生产成品率低等不足。

本发明采用如下技术方案：

贝冰水晶瓷坯体泥料，该坯体泥料的生产配方按化学组份质量百分比包括：71.0～76.5%的SiO2、10～13 %的Al2O3、0.1～1.5%的K2O、0.1～1.2 %的Na2O、0.1～3%的MgO、3.0～8 %的BaO、0.1～1.5%的CaO以及4.5～7%的灼烧减量。此外，该配方中还含有被动引入的微量杂质Fe2O3、TiO2等元素。该泥料适合在1270～1320℃温度范围内，以氧化焰或还原焰烧成。

该坯体泥料的生产配方所列化学组份，优选下述三个实施方案，通过以下重量份的原料组方引入：其一，石英块矿50份、钾钠长石块矿10份、重晶石块矿5份、煅烧滑石5份、超细高岭土精泥25份、膨润土5份。其二，超细硅微粉51份、钾长石细粉8份、滑石粘土7份、超细高岭土精泥18份、膨润土5份、碳酸钡9份、氧化铝2份。其三，石英块矿49份、钾钠长石块矿10份、钡长石粉10份、滑石粘土6份、超细高岭土精泥20份、膨润土5份、外加氧化铝1份。

更为具体地：

该坯体泥料的生产配方按化学组份质量百分比包括：76.2%的SiO2、12.7%的Al2O3、1.2%的K2O、0.4 %的Na2O、0.9 %的MgO、3.2%的BaO、0.3%的CaO以及4.8 %的灼烧减量。

该坯体泥料的生产配方按化学组份质量百分比包括：75.7%的SiO2、10.2%的Al2O3、1.1%的K2O、0.3%的Na2O、1.8%的MgO、5.0%的BaO、0.2%的CaO以及5.4%的灼烧减量。

该坯体泥料的生产配方按化学组份质量百分比包括：74.0%的SiO2、11.0 %的Al2O3、0.9%的K2O、0.2%的Na2O、0.5%的MgO、6.7 %的BaO、0.1%的CaO以及6.4 %的灼烧减量。

该坯体泥料的生产配方按化学组份质量百分比包括：71.6%的SiO2、12.0 %的Al2O3、1.4%的K2O、0.3%的Na2O、2.9 %的MgO、4.7 %的BaO、1.0%的CaO以及5.8%的灼烧减量。

贝冰水晶瓷坯体泥料的制作工艺，它包括依次进行的下述生产步骤：

a.配料称量：对组成配方的瘠性矿物原料、粘土质矿物原料进行匹配、组合并准确称量，使得其化学组分按质量百分比符合下列配比范围：71.0～76.5%的SiO2、10～13 %的Al2O3、0.1～1.5%的K2O、0.1～1.2 %的Na2O、0.1～3%的MgO、3.0～8 %的BaO、0.1～1.5%的CaO以及4.5～7%的灼烧减量。

b.泥料制备：瘠性矿物原料破碎→轮碾→打碓→瘠性矿物粉料称量投料→球磨→卸料出浆；粘土质矿物原料、细粉级化工原料称量投料→球磨→卸料出浆；两组料浆混合搅拌匀浆→稀释→筛分→除铁→成品浆取样检测；压滤→泥饼→真空炼泥→成品泥料；

c.根据入磨原料的细度、粒度灵活调整研磨工序工艺，当选用细粉或超细粉级矿物原料组方时，b项工艺流程前段（破碎、轮碾、打碓等工序）可省略；所有原料可合并一次性入磨；球磨时间根据入磨物料的细度、粒度酌情掌握，使其成品浆料粒径达到D50（中位粒径）≤5µ，方可卸料出浆。

作为白瓷新瓷种的贝冰水晶瓷，因其材料性能上的优势，恰能趋避高长石瓷、骨质瓷、滑石瓷等诸瓷种材料性能的劣势，为高端白瓷提供相对理想的坯体材料。首先，作为本发明瓷材主晶相的钡冰长石晶体本身就是一种无色透明的矿物晶体，加之它与次晶相石英晶体、玻璃相体具有相近的折射率。主、次晶相折射率的同步耦合，能有效消除各晶界间的光散射效应，极大提高瓷坯的白度、明度、莹润度，改善瓷坯的质感。也就是说，凭借贝冰水晶瓷配方技术，它可以用较普通的矿物原料（钾钠长石、高岭土等），配制烧造出高端的白瓷制品。加上其组方中可引入碳酸钡等某些化工原料，这对高端白瓷产业突破天然矿物资源瓶颈制约，走出靠天吃饭的困境具有重要的战略意义。其次，本发明采用过饱和的SiO2化学计量比配方，可使瓷坯在烧结矿化过程中，产生较多量的SiO2熔融体。SiO2熔液的粘稠性，能在很大程度上抵消玻璃熔液的流变性，从而降低瓷坯变形率，确保制品规正度。再次，贝冰水晶瓷瓷坯具有烧成低收缩的特性，相较于烧成收缩一般都大于17%的高长石瓷，贝冰水晶瓷的烧成收缩基本都小于16%。贝冰水晶瓷的这一特性，对降低瓷坯烧成收缩应力，抑制瓷坯变形、提高制品规正度具有非常积极的正面意义。其四，钡冰长石晶体是一种低膨胀材料，将钡冰长石晶相引入高石英质瓷坯，在中和瓷坯膨胀率方面，二者恰能取长补短相得益彰。故而，贝冰水晶瓷能将其瓷坯的膨胀系数控制在适度的范围内（β=220～250×10﹣7/℃区间）。相较于高石英质瓷膨胀系数β≧250×10﹣7/℃，贝冰水晶瓷的这一特性，亦有利于改善它的坯釉适应性，扩大釉料的适配范围。据此，凡始熔温度在1170℃左右，膨胀系数β在190～200×10^﹣7/℃区间的白瓷生料釉、熔块釉大多可适配于贝冰水晶瓷。

综上所述，与其它高端白瓷坯泥相比，贝冰水晶瓷坯泥具有原料广来源、成形高塑性、烧温宽范围、玻化抗濡变、成瓷低收缩、制品耐热震等一系列经济技术优势。以该泥料为坯材，施以传统制瓷技法，可以烧制出剔透如冰、灵动若水、肥腴比脂、莹润似玉的日用餐茶具和陶瓷艺术品。

具体实施方式

实施方式一

本实施方式的贝冰水晶瓷坯泥生产配方，按化学组份质量百分比包括：71.0～76.5%的SiO2、10～13 %的Al2O3、0.1～1.5%的K2O、0.1～1.2 %的Na2O、0.1～3%的MgO、3.0～8 %的BaO、0.1～1.5%的CaO以及4.5～7%的灼烧减量。此外，该配方中还含有被动引入的微量杂质Fe2O3、TiO2等元素。

以上配方中的相关化学物质，可通过天然矿物石英、高岭土、膨润土、滑石粘土、海泡石粘土、钾钠长石、瓷石、钡长石或化工原料碳酸钡、硫酸钡等引入。

b.泥料制备：瘠性矿物原料破碎→轮碾→打碓→瘠性矿物原料粗粉称量投料→球磨→卸料出浆；粘土质矿物原料、细粉级化工原料称量投料→球磨→卸料出浆；两组料浆混合搅拌匀浆→稀释→筛分→除铁→成品浆取样检测；压滤→泥饼→真空炼泥→成品泥料；

实施方式二

本实施方式与实施方式一不同之处在于：本实施方式的生产配方按化学组份质量百分比包括：76.2%的SiO2、12.7%的Al2O3、1.2%的K2O、0.4 %的Na2O、0.9 %的MgO、3.2%的BaO、0.3%的CaO以及4.8 %的灼烧减量。此外，该配方中还含有被动引入的微量Fe2O3、TiO2等杂质元素。以上配方中的相关化学物质，可通过天然矿物石英粉、高岭土、膨润土、优质瓷石、滑石、重晶石等引入。

实施方式三

本实施方式与实施方式一不同之处在于：本实施方式的生产配方按化学组份质量百分比包括：75.7%的SiO2、10.2%的Al2O3、1.1%的K2O、0.3%的Na2O、1.8%的MgO、5.0%的BaO、0.2%的CaO以及5.4%的灼烧减量。

此外，该配方中还含有被动引入的微量杂质Fe2O3、TiO2等元素。以上配方中的相关化学物质，可通过天然矿物石英粉、高岭土、膨润土、滑石粘土、钾钠长石、碳酸钡等引入。

实施方式四

本实施方式与实施方式一不同之处在于：本实施方式的生产配方按化学组份质量百分比包括：74.0%的SiO2、11.0 %的Al2O3、0.9%的K2O、0.2%的Na2O、0.5%的MgO、6.7 %的BaO、0.1%的CaO以及6.4%的灼烧减量。

此外，该配方中还含有被动引入的微量杂质Fe2O3、TiO2等元素。以上配方中的相关化学物质，可通过天然矿物石英粉、高岭土、膨润土、滑石粘土、钠长石、氧化铝、碳酸钡等引入。

实施方式五

本实施方式与实施方式一不同之处在于：本实施方式的生产配方按化学组份质量百分比包括：71.6%的SiO2、12.0 %的Al2O3、1.4%的K2O、0.3%的Na2O、2.9 %的MgO、4.7 %的BaO、1.0%的CaO以及5.8%的灼烧减量。（此外，该配方中还含有被动引入的微量Fe2O3、TiO2等杂质元素。以上配方中的相关化学物质，可通过天然矿物石英粉、高岭土、结合粘土，膨润土、滑石、钾长石、透辉石、钡长石等引入。

实施方式六

本实施方式与实施方式一不同之处在于：本实施方式的生产配方按化学组份质量百分比包括：73.0%的SiO2、10.7 %的Al2O3、0.6%的K2O、0.5%的Na2O、1.2%的MgO、5.5 %的BaO、1.4 %的CaO以及6.8 %的灼烧减量。此外，该配方中还含有被动引入的微量Fe2O3、TiO2等杂质元素。以上配方中的相关化学物质，可通过天然矿物石英粉、高岭土、海泡石粘土，膨润土、钾长石、钡长石、硅灰石等引入。

实施方式七

贝冰水晶瓷坯体泥料，该坯体泥料的生产配方按化学组份质量百分比包括: 71.0～76.5%的SiO2、10～13 %的Al2O3、0.1～1.5%的K2O、0.1～1.2 %的Na2O、0.1～3%的MgO、3.0～8 %的BaO、0.1～1.5%的CaO以及4.5～7%的灼烧减量。此外，该配方中还含有被动引入的微量杂质Fe2O3、TiO2等元素。

该泥料在满足上述配方化学组份的条件下，还可以用示性矿物表示法，列明配方如下：石英块矿50份、钾钠长石块矿10份、重晶石块矿5份、煅烧滑石5份、超细高岭土精泥25份、膨润土5份。以上矿物原料，按配方瓷泥常规生产工艺投入生产流程，石英、长石、重晶石块矿等瘠性料经破碎、轮碾、打碓成粗粉后，以料:球：水=1:1.5:0.6的比例投加球磨罐，经42～48小时研磨卸料出浆。高岭土精泥、膨润土等粘土类矿物材料以料：球：水比例为1:1.5:1的配比入磨研磨10～12小时，卸料出浆。以上两组浆料（瘠性浆料和粘土浆料）在大池搅拌混合均匀后，经磁选、筛分，取样检测、试烧合格后，即可榨泥压滤，炼泥、陈腐备用。以上两组浆料，球磨时，各自可添加0.1～0.3%的腐植酸钠、CMC助磨增塑。

实施方式八

本实施方式与实施方式七不同之处在于：在满足该配方化学组份的条件下，本实施方式可用示性矿物表示法，列明配方如下：超细硅微粉51份、钾长石细粉9份、海泡石粘土8份、超细高岭土精泥18份、膨润土3份、碳酸钡9份、氧化铝2份。以料:球：水=1:1.5:0.8的比例，所有矿物原料、化工原料以及助磨、增塑剂等一次性投加球磨罐，经38～42小时研磨，到点卸料出浆。大池匀浆后，经磁选、筛分，取样检测、试烧合格后，即可榨泥压滤，炼泥、陈腐备用。

实施方式九

本实施方式与实施方式七不同之处在于：在满足该配方化学组份的条件下，本实施方式可用示性矿物表示法，列明配方如下：超细硅微粉50份，钾钠长石细粉8份，透辉石粉6份，超细高岭土精泥21份，膨润土6份，碳酸钡8.0份，氧化铝1.0份。以料:球：水=1:1.5:0.8的比例，所有矿物原料、化工原料以及助磨、增塑剂等一次性投加球磨罐，经38～42小时研磨，到点卸料出浆。大池匀浆后，经磁选、筛分，取样检测、试烧合格后，即可榨泥压滤，炼泥、陈腐备用。

实施方式十

本实施方式与实施方式七不同之处在于：在满足该配方化学组份的条件下，本实施方式可用示性矿物表示法，列明配方如下：超细硅微粉48份，低品位钾长石细粉14份，滑石粘土8份，超细高岭土精泥15份，膨润土6份，碳酸钡7.5份，氧化铝1.5份。以料:球：水=1:1.5:0.8的比例，所有矿物原料、化工原料以及助磨、增塑剂等一次性投加球磨罐，经3,8～42小时研磨，到点卸料出浆。大池匀浆后，经磁选、筛分，取样检测、试烧合格后，即可榨泥压滤，炼泥、陈腐备用。

实施方式十一

本实施方式与实施方式七不同之处在于：在满足该配方化学组份的条件下，本实施方式可用示性矿物表示法，列明配方如下：石英块矿49份、钠长石块矿8份、钡长石粉8份、硅灰石粉3、滑石粘土6份、超细高岭土精泥20份、膨润土5份、氧化铝1份。以上矿物原料，按配方瓷泥常规生产工艺投入生产流程，氧化铝、钡长石粉、硅灰石粉以及经破碎、轮碾、打碓后的石英、钾钠长石粉料，以料:球：水=1:1.5:0.6的比例投加球磨罐，经42～48小时研磨卸料出浆。高岭土精泥、滑石粘土、膨润土等粘土类矿物材料以料：球：水比例为1:1.5:1的配比入磨研磨12～18小时，卸料出浆。以上两组浆料（瘠性浆料和粘土浆料）在大池搅拌混合均匀后，经磁选、筛分，取样检测、试烧合格后，即可榨泥压滤，炼泥、陈腐备用。以上两组浆料，在球磨时，各可添加0.1～0.3%的腐植酸钠、CMC助磨增塑。

上述仅为本发明的部分具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims

1.贝冰水晶瓷坯体泥料，其特征在于，该坯体泥料的配方按化学组份质量百分比包括：71.0～76.5%的SiO₂、10～13 %的Al₂O₃、0.1～1.5%的K₂O、0.1～1.2 %的Na₂O、0.1～3%的MgO、3.0～8 %的BaO、0.1～1.5%的CaO以及4.5～7%的灼烧减量。

2.如权利要求1所述的贝冰水晶瓷坯体泥料，其特征在于，该坯体泥料的配方按化学组份质量百分比包括：76.2%的SiO₂、12.7%的Al₂O₃、1.2%的K₂O、0.4 %的Na₂O、0.9 %的MgO、3.2%的BaO、0.3%的CaO以及4.8 %的灼烧减量。

3.如权利要求1所述的贝冰水晶瓷坯体泥料，其特征在于，该坯体泥料的配方按化学组份质量百分比包括：75.7%的SiO₂、10.2%的Al₂O₃、1.1%的K₂O、0.3%的Na₂O、1.8%的MgO、5.0%的BaO、0.2%的CaO以及5.4%的灼烧减量。

4.如权利要求1所述的贝冰水晶瓷坯体泥料，其特征在于，该坯体泥料的配方按化学组份质量百分比包括：74.0%的SiO₂、11.0 %的Al₂O₃、0.9%的K₂O、0.2%的Na₂O、0.5%的MgO、6.7 %的BaO、0.1%的CaO以及6.4 %的灼烧减量。

5.如权利要求1所述的贝冰水晶瓷坯体泥料，其特征在于，该坯体泥料的配方按化学组份质量百分比包括：71.6%的SiO₂、12.0 %的Al₂O₃、1.4%的K₂O、0.3%的Na₂O、2.9 %的MgO、4.7%的BaO、1.0%的CaO以及5.8%的灼烧减量。

6.如权利要求1所述的贝冰水晶瓷坯体泥料，其特征在于，该配方中的化学组分通过按重量份的下述原料引入：石英块矿50份、钾钠长石块矿10份、重晶石块矿5份、煅烧滑石5份、超细高岭土精泥25份、膨润土5份。

7.如权利要求1所述的贝冰水晶瓷坯体泥料，其特征在于，该配方中的化学组分通过按重量份的下述原料引入：超细硅微粉51份、钾长石细粉9份、滑石粘土6份、超细高岭土精泥18份、膨润土5份、碳酸钡9份、氧化铝2份。

8.如权利要求1所述的贝冰水晶瓷坯体泥料，其特征在于，该配方中的化学组分通过按重量份的下述原料引入：石英块矿49份、钾钠长石块矿8份、钡长石粉12份、海泡石粘土6份、超细高岭土精泥20份、膨润土5份、外加氧化铝0.5份。

9.贝冰水晶瓷坯体泥料的制作工艺，其特征在于，它包括依次进行的下述生产步骤：

a.配料称量：对组成配方的瘠性矿物原料、粘土质矿物原料、细粉级化工原料进行匹配、组合并准确称量，使得其化学组分按质量百分比符合下列配比范围：71.0～76.5%的SiO₂、10～13 %的Al₂O₃、0.1～1.5%的K₂O、0.1～1.2 %的Na₂O、0.1～3%的MgO、3.0～8 %的BaO、0.1～1.5%的CaO以及4.5～7%的灼烧减量；

b.泥料制备：瘠性矿物原料破碎→轮碾→打碓→瘠性矿物粗粉称量投料→球磨→卸料出浆；粘土质矿物原料、细粉级化工原料称量投料→球磨→卸料出浆；两组料浆混合搅拌匀浆→稀释→筛分→除铁→成品浆取样检测；压滤→泥饼→真空炼泥→成品泥料；根据入磨原料的细度、粒度灵活调整研磨工序工艺，当选用细粉或超细粉级矿物原料组方时，省略上述的破碎、轮碾、打碓工序，所有原料合并一次性入磨；球磨至泥料粒度达D50≤5µm，卸料出浆。