CN106082992A - 一种教学陶瓷用瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，所述陶瓷坯体主要包括以下质量份的原料：骨粉65～70份、长石4～5份、石英8～10份、高岭土8～10份、钟乳石1～2份、稀土元素2～3份、白玛瑙1～2份、石燕2～3份、鹅管石3～6份、芒硝2～4份、代赭石5～8份和大青盐1～2份；本发明工艺简单、制备时间短、能耗低；本发明制备的陶瓷极大的提高了良品率，降低了废品率，使废品率降低到0.1%以下；本发明制备的陶瓷极大的提高了白度和半透明度，使白度达到89以上，半透明度在1.9以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种教学陶瓷用瓷及其制备方法，属于教学用具领域。
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。其用法之弹性，在今日文化科技中有各种创意的应用。发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。
陶瓷是化学、物理、生物、美术等教学过程中必不可少的一种材料，例如美术用陶瓷模型、研钵等都是陶瓷制品，应用及其广泛；但是现有的陶瓷白度和半透明度低，不利于教学的使用，而且由于部分教学用具对于陶瓷的要求高，使得相应陶瓷制备困难，成功率低、废品率高并且制备时间长、能耗高，不利于教学工作的进行。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种教学陶瓷用瓷，具有白度高和半透明度高的优点。
本发明要解决的另一问题是提供一种教学陶瓷用瓷的制备方法，具有工艺简单、制备时间短、能耗低和废品率低的优点。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，所述陶瓷坯体主要包括以下质量份的原料：骨粉65～70份、长石4～5份、石英8～10份、高岭土8～10份、钟乳石1～2份、稀土元素2～3份、白玛瑙1～2份、石燕2～3份、鹅管石3～6份、芒硝2～4份、代赭石5～8份和大青盐1～2份。
所述陶瓷釉料主要包括以下质量份的原料：长石32～34份、滑石6～8份、石英6～8份、锆石10～12份、蛭石9～10份、青礞石12～14份和瓷粉19～20份。
所述长石的化学成分为：SiO2：68%，Al2O3：12%，P+S：0.05%，K2O+Na2O：19%；
所述石英的化学成分为SiO2≥99.8%，Fe2O3≤0.015%；
所述高岭土的化学成分为SiO2：45% ，Al2O3：39.5%；
所述稀土元素的组分按质量百分比为：镧：20%，铈：1%，镨：6%，钕：11%，钷：10%，钐：18%，铕：5%，镝：22%，余量为铒和不可避免的杂质。
以下是对上述技术方案的进一步优化：
一种教学陶瓷用瓷的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：坯料原料预处理、制备坯料、制备釉料、分级高温素烧、施釉、分级低温釉烧和分级降温。
所述坯料原料预处理步骤为：将钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐放置到浓度为15%的醋酸溶液中浸泡0.5小时后，再用乙醇浸泡0.5小时后备用。
所述分级高温素烧步骤为：按每小时200℃～250℃的升温速度，在氧化气氛下，把步骤1中所制得的坯料加热到800℃～820℃，保持此温度1个小时，再按每小时250℃～300℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度2个小时，再按每小时350℃～400℃的升温速度升温至1200℃～1250℃，保持此温度3个小时，完成高温素烧，然后随着加热用的窑炉冷却至常温。
所述分级低温釉烧步骤为：把施釉完成的坯体，在氧化气氛下，按每小时180℃～190℃的升温速度升温至650℃～680℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至880℃～900℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度6个小时，烧制成为废品率低的陶瓷。
所述分级降温步骤为：把釉烧完成后的废品率低的陶瓷，在还原气氛下，按每小时150℃的降温速度，降温至900℃，保持此温度1小时；再按每小时180℃的降温速度，降温至800℃，保持此温度1小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至700℃，保持此温度0.5小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至600℃，保持此温度0.5小时；之后随着加热用的窑炉冷却至常温，完成废品率低的陶瓷的整个烧制过程。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明工艺简单、制备时间短、能耗低，分级高温素烧仅需不到12小时，分级低温釉烧仅需不到16小时，分级降温仅需不到6小时，降低了陶瓷的制备时间；本发明制备的陶瓷极大的提高了良品率，降低了废品率，使废品率降低到0.1%以下；本发明制备的陶瓷极大的提高了白度和半透明度，使白度达到89以上，半透明度在1.9以上。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1，一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，
其中陶瓷坯体主要包括以下质量份的原料：骨粉65份、长石5份、石英10份、高岭土10份、钟乳石1份、稀土元素3份、白玛瑙2份、石燕3份、鹅管石3份、芒硝2份、代赭石8份和大青盐1份；
其中陶瓷釉料主要包括以下质量份的原料：长石32份、滑石8份、石英8份、锆石10份、蛭石9份、青礞石13份和瓷粉20份。
长石的化学成分为：SiO2：68%、Al2O3：12%、P+S：0.05%，K2O+Na2O：19%；
石英的化学成分为SiO2≥99.8%，Fe2O3≤0.015%；
高岭土的化学成分为SiO2：45% ，Al2O3：39.5%；
稀土元素的组分按质量百分比为：镧：20%，铈：1%，镨：6%，钕：11%，钷：10%，钐：18%，铕：5%，镝：22%，余量为铒和不可避免的杂质。
一种教学陶瓷用瓷的制备方法，包括以下步骤：
1.坯料原料预处理：将钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐放置到浓度为15%的醋酸溶液中浸泡0.5小时后，再用乙醇浸泡0.5小时后备用。
2.制备坯料：将步骤1中预处理过的钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐与未处理骨粉、长石、石英、高岭土、稀土元素和白玛瑙为原料制备坯料，坯料的制备方法采用传统工艺即可，制备完成后备用；
3.制备釉料：按所述废品率低的陶瓷釉料的原料制备釉料，制备完成后备用。
4.分级高温素烧：按每小时200℃～250℃的升温速度，在氧化气氛下，把步骤1中所制得的坯料加热到800℃～820℃，保持此温度1个小时，再按每小时250℃～300℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度2个小时，再按每小时350℃～400℃的升温速度升温至1200℃～1250℃，保持此温度3个小时，完成高温素烧，然后随着加热用的窑炉冷却至常温；
5.施釉：采用传统工艺制备把步骤2中制备的釉料施给坯体；
6.分级低温釉烧：把步骤5施釉完成的坯体，在氧化气氛下，按每小时180℃～190℃的升温速度升温至650℃～680℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至880℃～900℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度6个小时，烧制成为废品率低的陶瓷；
7.分级降温：先把步骤6中完成烧制的废品率低的陶瓷，在还原气氛下，按每小时150℃的降温速度，降温至900℃，保持此温度1小时；再按每小时180℃的降温速度，降温至800℃，保持此温度1小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至700℃，保持此温度0.5小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至600℃，保持此温度0.5小时；之后随着加热用的窑炉冷却至常温，完成废品率低的陶瓷的整个烧制过程。
实施例2，一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，其中陶瓷坯体主要包括以下质量份的原料：骨粉68份、长石5份、石英9份、高岭土8份、钟乳石1.5份、稀土元素2.5份、白玛瑙1.5份、石燕2.5份、鹅管石5份、芒硝3份、代赭石6份和大青盐2份；
稀土元素的组分按质量百分比为：镧：20%，铈：1%，镨：6%，钕：11%，钷：10%，钐：18%，铕：5%，镝：22%，余量为铒和不可避免的杂质。
长石的化学成分为：SiO2：68%，Al2O3：12%，P+S：0.05%，K2O+Na2O：19%；
石英的化学成分为SiO2≥99.8%，Fe2O3≤0.015%；
高岭土的化学成分为SiO2：45% ，Al2O3：39.5%；
其中陶瓷釉料主要包括以下质量份的原料：长石33份、滑石7份、石英7份、锆石11份、蛭石10份、青礞石12份和瓷粉20份。
一种教学陶瓷用瓷的制备方法，包括以下步骤：
1.坯料原料预处理：将钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐放置到浓度为15%的醋酸溶液中浸泡0.5小时后，再用乙醇浸泡0.5小时后备用。
2.制备坯料：按将步骤1中预处理过的钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐与未处理骨粉、长石、石英、高岭土、稀土元素和白玛瑙为原料制备坯料制备坯料，坯料的制备方法采用传统工艺即可，制备完成后备用；
3.制备釉料：按所述废品率低的陶瓷釉料的原料制备釉料，制备完成后备用。
4.分级高温素烧：按每小时200℃～250℃的升温速度，在氧化气氛下，把步骤1中所制得的坯料加热到800℃～820℃，保持此温度1个小时，再按每小时250℃～300℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度2个小时，再按每小时350℃～400℃的升温速度升温至1200℃～1250℃，保持此温度3个小时，完成高温素烧，然后随着加热用的窑炉冷却至常温；
5.施釉：采用传统工艺制备把步骤2中制备的釉料施给坯体；
6.分级低温釉烧：把步骤5施釉完成的坯体，在氧化气氛下，按每小时180℃～190℃的升温速度升温至650℃～680℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至880℃～900℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度6个小时，烧制成为废品率低的陶瓷；
7.分级降温：先把步骤6中完成烧制的废品率低的陶瓷，在还原气氛下，按每小时150℃的降温速度，降温至900℃，保持此温度1小时；再按每小时180℃的降温速度，降温至800℃，保持此温度1小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至700℃，保持此温度0.5小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至600℃，保持此温度0.5小时；之后随着加热用的窑炉冷却至常温，完成废品率低的陶瓷的整个烧制过程。
实施例3，一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，其中陶瓷坯体主要包括以下质量份的原料：骨粉70份、长石4份、石英8份、高岭土10份、钟乳石2份、稀土元素2份、白玛瑙1份、石燕2份、鹅管石6份、芒硝4份、代赭石5份和大青盐1份；
其中陶瓷釉料主要包括以下质量份的原料：长石34份、滑石6份、石英6份、锆石12份、蛭石9份、青礞石14份和瓷粉19份。
长石的化学成分为：SiO2：68%，Al2O3：12%，P+S：0.05%，K2O+Na2O：19%；
石英的化学成分为SiO2≥99.8%，Fe2O3≤0.015%；
高岭土的化学成分为SiO2：45%， Al2O3：39.5%；
稀土元素的组分按质量百分比为：镧：20%，铈：1%，镨：6%，钕：11%，钷：10%，钐：18%，铕：5%，镝：22%，余量为铒和不可避免的杂质。
一种教学陶瓷用瓷的制备方法，包括以下步骤：
1.坯料原料预处理：将钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐放置到浓度为15%的醋酸溶液中浸泡0.5小时后，再用乙醇浸泡0.5小时后备用。
2.制备坯料：将步骤1中预处理过的钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐与未处理骨粉、长石、石英、高岭土、稀土元素和白玛瑙为原料制备坯料制备坯料，坯料的制备方法采用传统工艺即可，制备完成后备用；
3.制备釉料：按所述废品率低的陶瓷釉料的原料制备釉料，制备完成后备用。
4.分级高温素烧：按每小时200℃～250℃的升温速度，在氧化气氛下，把步骤1中所制得的坯料加热到800℃～820℃，保持此温度1个小时，再按每小时250℃～300℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度2个小时，再按每小时350℃～400℃的升温速度升温至1200℃～1250℃，保持此温度3个小时，完成高温素烧，然后随着加热用的窑炉冷却至常温；
5.施釉：采用传统工艺制备把步骤2中制备的釉料施给坯体；
6.分级低温釉烧：把步骤5施釉完成的坯体，在氧化气氛下，按每小时180℃～190℃的升温速度升温至650℃～680℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至880℃～900℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度6个小时，烧制成为废品率低的陶瓷；
7.分级降温：先把步骤6中完成烧制的废品率低的陶瓷，在还原气氛下，按每小时150℃的降温速度，降温至900℃，保持此温度1小时；再按每小时180℃的降温速度，降温至800℃，保持此温度1小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至700℃，保持此温度0.5小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至600℃，保持此温度0.5小时；之后随着加热用的窑炉冷却至常温，完成废品率低的陶瓷的整个烧制过程。
由上述各实施例所制得的精骨瓷性能如下表：
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，其特征在于：所述陶瓷坯体主要包括以下质量份的原料：骨粉65～70份、长石4～5份、石英8～10份、高岭土8～10份、钟乳石1～2份、稀土元素2～3份、白玛瑙1～2份、石燕2～3份、鹅管石3～6份、芒硝2～4份、代赭石5～8份和大青盐1～2份。
2.如权利要求1所述的一种教学陶瓷用瓷，其特征在于：所述陶瓷釉料主要包括以下质量份的原料：长石32～34份、滑石6～8份、石英6～8份、锆石10～12份、蛭石9～10份、青礞石12～14份和瓷粉19～20份。
3.如权利要求1所述的一种教学陶瓷用瓷，其特征在于：所述长石的化学成分为：SiO2：68%，Al2O3：12%，P+S：0.05%，K2O+Na2O：19%；
石英的化学成分为SiO2≥99.8%，Fe2O3≤0.015%；
高岭土的化学成分为SiO2：45%，Al2O3：39.5%；
所述稀土元素的组分按质量百分比为：镧：20%，铈：1%，镨：6%，钕：11%，钷：10%，钐：18%，铕：5%，镝：22%，余量为铒和不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的一种教学陶瓷用瓷的制备方法，其特征在于：所述制备方法依次包括以下步骤：坯料原料预处理、制备坯料、制备釉料、分级高温素烧、施釉、分级低温釉烧和分级降温。
5.如权利要求4所述的一种教学陶瓷用瓷的制备方法，其特征在于：所述坯料原料预处理步骤为：将钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐放置到浓度为15%的醋酸溶液中浸泡0.5小时后，再用乙醇浸泡0.5小时后备用。
6.如权利要求4所述的一种教学陶瓷用瓷的制备方法，其特征在于：所述分级高温素烧步骤为：按每小时200℃～250℃的升温速度，在氧化气氛下，把步骤1中所制得的坯料加热到800℃～820℃，保持此温度1个小时，再按每小时250℃～300℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度2个小时，再按每小时350℃～400℃的升温速度升温至1200℃～1250℃，保持此温度3个小时，完成高温素烧，然后随着加热用的窑炉冷却至常温。
7.如权利要求4所述的一种教学陶瓷用瓷的制备方法，其特征在于：所述分级低温釉烧步骤为：把施釉完成的坯体，在氧化气氛下，按每小时180℃～190℃的升温速度升温至650℃～680℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至880℃～900℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度6个小时，烧制成为废品率低的陶瓷。
8.如权利要求4所述的一种教学陶瓷用瓷的制备方法，其特征在于：所述分级降温步骤为：把釉烧完成后的废品率低的陶瓷，在还原气氛下，按每小时150℃的降温速度，降温至900℃，保持此温度1小时；再按每小时180℃的降温速度，降温至800℃，保持此温度1小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至700℃，保持此温度0.5小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至600℃，保持此温度0.5小时；之后随着加热用的窑炉冷却至常温，完成废品率低的陶瓷的整个烧制过程。
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|---|
| 杜海清: "《陶瓷釉彩》", 30 June 1985, 湖南科学技术出版社 * |
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