CN106146043B - 一种骨质瓷及其烧结工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种骨质瓷，所述骨质瓷包括按重量份计的坯料8‑12份和熔块釉1‑2份，其中，所述坯料包括按重量百分比记的以下组分：骨炭30‑50％；石英：10‑16％；长石：5‑10％；生砂：2‑6％；高岭土：15‑25％；瓷粉：5‑15％；于寺土：2‑10％；所述熔块釉包括按重量百分比记的以下组分：长石：25‑35％；石英：10‑20％；重钙5‑10％；锂瓷石：10‑20％；硼砂5‑12％；硼钙石：3‑10％；碳酸钡：1‑3％；锌：5‑15％；碳酸锆：1‑4％；碳酸锶：0.5‑2.5％；碳酸锂：0.5‑2.5％；碱面：0.5‑2.5％。本发明还提供了所述骨质瓷的制造工艺。

Description

一种骨质瓷及其烧结工艺
技术领域
本发明涉及陶瓷领域，具体而言，涉及一种骨质瓷及其烧结工艺。
背景技术
骨质瓷产生于英国的一个高档瓷种，距今已有260多年的历史。因其“薄如纸、透如镜、声如磬、白如玉”，瓷质细腻通透，器型美观典雅，彩面润泽光亮，花面多姿多彩的特点，成就了它洁白的质地和华贵的造型，兼有使用和艺术的双重价值，历史上是宫廷专用品和贵族收藏之珍品，是权力和地位的象征，受到不少买家的青睐，号称“瓷器之王”。骨质瓷在经过一代代名匠之手后，逐渐成为世界陶瓷珍品。
骨质瓷的烧制一般采取高温素烧和低温釉烧的二次烧结工艺。通常，低温釉烧阶段的烧成时间需要14-16小时，因此对燃料和窑具的消耗都较大，同时，窑炉的使用寿命也因此缩短。骨质瓷的釉烧成本居高不下，领域内需要一种能够以更低温度烧结的骨质瓷，并且该骨质瓷的质量能够符合国家标准对骨质瓷器的各项要求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种骨质瓷可以在较低温度下烧成，并且白度高，吸水率小，釉面硬度高。
本发明的第二目的在于提供一种所述骨质瓷的制备工艺，该工艺烧结周期较短，烧成温度较低，可以有效地节约时间和人力成本以及减少能源消耗。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明的一个方面涉及一种骨质瓷，所述骨质瓷包括按重量份计的坯料8-12份和熔块釉1-2份，其中，
所述坯料包括按重量百分比记的以下组分：
骨炭：30-50％；
石英：10-16％；
长石：5-10％；
生砂：2-6％；
高岭土：15-25％；
瓷粉：5-15％；
于寺土：2-10％；
所述熔块釉包括按重量百分比记的以下组分：
长石：25-35％；
石英：10-20％；
重钙5-10％；
锂瓷石：10-20％；
硼砂：5-12％；
硼钙石：3-10％；
碳酸钡：1-5％；
锌：5-15％；
碳酸锆：1-5％；
碳酸锶：0.5-5％；
碳酸锂：0.5-5％；
碱面：0.5-5％。
本发明中的骨质瓷，其坯料与釉料的比优选为10：1。本发明中的熔块釉特别适用于低温釉烧工艺。
作为釉料主体骨架的SiO2和Al2O3的含量比对于釉面光泽度有着重要影响，当该比例在7-10之间时为最优，本发明中的熔块釉配方，其所含有的SiO2和Al2O3的比例约为9：1，因此有利于釉面光泽度出于优良范围内，此外SiO2的含量较高，也使得釉面硬度好，始熔点高。另一方面，SiO2和Al2O3的百分比含量约为60％，所占重量比不高，因此釉料的熔融温度不会过高，从而具有较宽的熔融范围，能够很好地适应低温快烧的工艺要求。
本发明的熔块选用钙-锌-钡-锶作为复合熔剂，可以充分利用它们各自的性能，提高了熔块釉的化学稳定性。本发明的熔块中放弃使用现有技术中常用的镁作为熔剂组分，因为镁的存在容易造成釉面析晶发污。
熔块中的锌含量不可过高或过低，过高时容易产生ZnSiO4结晶浮于釉层中，影响光泽并造成针孔现象，而含量过低则会造成釉料的流动性差，从而产生釉面缺陷。选择本发明中的范围，有利于提高釉面弹性和热稳定性。
碳酸钡可以引入BaO，其具有高折射率，可以提高釉面光泽，此外，其可以提高釉面的机械强度和硬度，在釉烧时可以起到抵抗气氛的作用。
碳酸锶可以引入SrO，其可以降低釉料的熔融粘度，提高光泽度，在含锆釉中，由SrO、BaO、CaO和ZnO联合作为辅助熔剂，可以使得含锆釉产生光滑的釉面，扩大烧成范围，减少锌釉的麻点和针孔。
长石是引入钾和钠的主要原料，本发明的长石优选印度长石，其K2O含量约为12.5％，Na2O的含量约为2.5％，同时，氧化铁和氧化钛的含量较低，属于一级长石。其理化性能和助熔能力好。Li2O、K2O和Na2O联用，可以使得熔块具有较高的化学稳定性，并且可改善釉料的熔融性质，提高釉面光泽。
如不使用本发明的熔块进行釉烧，经实验证实，釉烧成品会有釉面析晶，蒙釉、发污(釉面光泽度差或无光泽)、釉面毛孔、气泡等质量问题
优选地，所述骨质瓷包括按重量份计的坯料9-11份和熔块釉1-1.5份。
优选地，所述坯料包括按重量百分比计的以下组分：
骨炭：35-45％；
石英：12-14％；
长石：7-9％；
生砂：3-5％；
高岭土：18-23％；
瓷粉：7-11％；
于寺土：4-6％。
优选地，所述熔块釉包括按重量百分比计的以下组分：
长石：27-32％；
石英：12-16％；
重钙6-8％；
锂瓷石：15-19％；
硼砂：7-10％；
硼钙石：4-7％；
碳酸钡：1.5-3.5％；
锌：7-11％；
碳酸锆：2-3％；
碳酸锶：1-3％；
碳酸锂：1-3％；
碱面：0.8-2％。
优选地，所述熔块釉的始融温度为910-915℃，熔融温度范围为1005-1065℃。
本发明的另一方面涉及所述骨质瓷的烧结工艺，所述工艺包括高温素烧和低温釉烧，其中，所述低温釉烧的烧结周期为5-7小时，烧成温度为1050-1090℃。
优选地，所述低温釉烧在隧道窑中进行，其具体过程为：
所述骨质瓷先在预热带中受热，被加热至960-990℃；随后，骨质瓷进入烧成带，并在所述烧成带中被加热至1050-1100℃；最后，骨质瓷在冷却带中降温至室温。
优选地，所述骨质瓷在预热带中加热的时间为130-145分钟。
优选地，所述骨质瓷在烧成带中加热的时间为85-95分钟。
优选地，所述骨质瓷在冷却带中冷却的时间为110-120分钟。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
按以下步骤烧制骨质瓷
1.坯料经常规的配料、球磨、除铁过筛、滤泥、搅泥等工序后成型并干燥，修、验坯后进行高温素烧；其中，所述坯料的组分为按照百分比计的：
骨炭30％、石英16％、长石10％、生砂2％、高岭土25％、瓷粉15％、于寺土2％。
2.采用熔块釉对素烧后的坯体施釉并进行低温釉烧，低温釉烧的具体过程如下，首先被加热至990℃，预热130分钟，随后加热至1100℃并烧制85分钟，后在冷却带中冷却110分钟；所述熔块釉的组分为按照重量百分比计的：长石25％、石英20％、重钙10％、锂瓷石20％、硼砂5％、硼钙石10％、碳酸钡1％、锌5％、碳酸锆1％、碳酸锶0.5％、碳酸锂1％、碱面1.5％。
实施例2
按以下步骤烧制骨质瓷
1.坯料经常规的配料、球磨、除铁过筛、滤泥、搅泥等工序后成型并干燥，修、验坯后进行高温素烧；其中，所述坯料的组分为按照百分比计的：
骨炭50％、石英10％、长石5％、生砂6％、高岭土15％、瓷粉5％、于寺土9％。
2.采用熔块釉对素烧后的坯体施釉并进行低温釉烧，低温釉烧的具体过程如下，首先被加热至990℃，预热130分钟，随后加热至1100℃并烧制85分钟，后在冷却带中冷却110分钟；所述熔块釉的组分为按照重量百分比计的：
长石35％、石英10％、重钙5％、锂瓷石10％、硼砂12％、硼钙石3％、碳酸钡3％、锌15％、碳酸锆4％、碳酸锶1％、碳酸锂1％、碱面1％。
实施例3
按以下步骤烧制骨质瓷
1.坯料经常规的配料、球磨、除铁过筛、滤泥、搅泥等工序后成型并干燥，修、验坯后进行高温素烧；其中，所述坯料的组分为按照百分比计的：
骨炭35％、石英14％、长石9％、生砂5％、高岭土23％、瓷粉7％、于寺土4％。
2.采用熔块釉对素烧后的坯体施釉并进行低温釉烧，低温釉烧的具体过程如下，首先被加热至990℃，预热130分钟，随后加热至1100℃并烧制85分钟，后在冷却带中冷却110分钟；所述熔块釉的组分为按照重量百分比计的：
长石27％、石英16％、重钙8％、锂瓷石19％、硼砂10％、硼钙石4％、碳酸钡3.5％、锌7％、碳酸锆3％、碳酸锶0.5％、碳酸锂1.2％、碱面0.8％。
实施例4
按以下步骤烧制骨质瓷
1.坯料经常规的配料、球磨、除铁过筛、滤泥、搅泥等工序后成型并干燥，修、验坯后进行高温素烧；其中，所述坯料的组分为按照百分比计的：
骨炭45％、石英12％、长石7％、生砂3％、高岭土18％、瓷粉11％、于寺土4％。
2.采用熔块釉对素烧后的坯体施釉并进行低温釉烧，低温釉烧的具体过程如下，首先被加热至990℃，预热130分钟，随后加热至1100℃并烧制85分钟，后在冷却带中冷却110分钟；所述熔块釉的组分为按照重量百分比计的：
长石32％、石英12％、重钙6％、锂瓷石15％、硼砂7％、硼钙石7％、碳酸钡2％、锌11％、碳酸锆2％、碳酸锶2％、碳酸锂2％、碱面2％。
实施例5
按以下步骤烧制骨质瓷
1.坯料经常规的配料、球磨、除铁过筛、滤泥、搅泥等工序后成型并干燥，修、验坯后进行高温素烧；其中，所述坯料的组分为按照百分比计的：
骨炭40％、石英10％、长石5％、生砂5％、高岭土21％、瓷粉9％、于寺土10％
2.采用熔块釉对素烧后的坯体施釉并进行低温釉烧，低温釉烧的具体过程如下，首先被加热至990℃，预热130分钟，随后加热至1100℃并烧制85分钟，后在冷却带中冷却110分钟；所述熔块釉的组分为按照重量百分比计的：
长石30％、石英13％、重钙6％、锂瓷石16％、硼砂10％、硼钙石6.5％、碳酸钡1.5％、锌10.2％、碳酸锆2％、碳酸锶2％、碳酸锂2％、碱面0.8％。
实施例6
按以下步骤烧制骨质瓷
1.坯料经常规的配料、球磨、除铁过筛、滤泥、搅泥等工序后成型并干燥，修、验坯后进行高温素烧；其中，所述坯料的组分为按照百分比计的：
骨炭40％、石英13％、长石8％、生砂4％、高岭土21％、瓷粉9％、于寺土5％。
2.采用熔块釉对素烧后的坯体施釉并进行低温釉烧，低温釉烧的具体过程如下，首先被加热至990℃，预热130分钟，随后加热至1100℃并烧制85分钟，后在冷却带中冷却110分钟；所述熔块釉的组分为按照重量百分比计的：
长石29％、石英14％、重钙7.25％、锂瓷石17％、硼砂8.53％、硼钙石5.54％、碳酸钡2.13％、锌19％、碳酸锆2.64％、碳酸锶1.88％、碳酸锂1.7％、碱面3.2％。
对实施例1-6中烧制的骨质瓷进行质量检测，结果如表1所示
表1
其中，抗热震性的检测依据为GB/T3298-2008规定的方法，所使用的仪器为电热干燥箱，每个实施例中使用5个样品经160℃-20℃的水热交换一次；
白度的检测依据为QB/T1503-2011；
吸水率的检测依据为GB/T3299-2011；
铅镉溶出量的检测依据为ASTM C738-94(2011)。
由表格中的数据可以看出，使用本发明的骨质瓷坯料和釉料烧制骨质瓷，可以在低温釉烧的条件下烧制出符合国家标准要求的骨瓷制品。此外，一般的骨质瓷，其釉面硬度为430-470kg/mm2，而本发明的骨质瓷，釉面硬度可达到500kg/mm2以上。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (5)

1.一种骨质瓷的烧结工艺，其特征在于，所述骨质瓷包括按重量份计的坯料8-12份和熔块釉1-2份，其中，
所述坯料包括按重量百分比记的以下组分：骨炭30-50％、石英10-16％、长石5-10％、生砂2-6％、高岭土15-25％、瓷粉5-15％和于寺土2-10％；
所述熔块釉包括按重量百分比记的以下组分：长石25-35％、石英10-20％；重钙5-10％、锂瓷石10-20％、硼砂5-12％、硼钙石3-10％、碳酸钡1-3％、锌5-15％、碳酸锆1-4％、碳酸锶0.5-2.5％、碳酸锂0.5-2.5％和碱面0.5-2.5％；
所述工艺包括高温素烧和低温釉烧，其中，所述低温釉烧的烧结周期为5-7小时，烧成温度为1050-1100℃；
所述低温釉烧在隧道窑中进行，其具体过程为：
所述骨质瓷先在预热带中受热，被加热至960-990℃；随后，骨质瓷进入烧成带，并在所述烧成带中被加热至1050-1100℃；最后，骨质瓷在冷却带中降温至室温；
所述骨质瓷在预热带中加热的时间为130-145分钟；
所述骨质瓷在烧成带中加热的时间为85-95分钟；
所述骨质瓷在冷却带中冷却的时间为110-120分钟。
2.根据权利要求1所述的骨质瓷的烧结工艺，其特征在于，所述骨质瓷包括按重量份计的坯料9-11份和熔块釉1-1.5份。
3.根据权利要求1所述的骨质瓷的烧结工艺，其特征在于，所述坯料包括按重量百分比计的以下组分：
骨炭35-45％、石英12-14％、长石7-9％、生砂3-5％、高岭土18-23％、瓷粉7-11％和于寺土4-6％。
4.根据权利要求1所述的骨质瓷的烧结工艺，其特征在于，所述熔块釉包括按重量百分比计的以下组分：
长石27-32％、石英12-16％、重钙6-8％、锂瓷石15-19％、硼砂7-10％、硼钙石4-7％、碳酸钡1.5-3.5％、锌7-11％、碳酸锆2-3％、碳酸锶1-2％、碳酸锂1-2％和碱面0.8-2％。
5.根据权利要求1所述的骨质瓷的烧结工艺，其特征在于，所述熔块釉的始融温度为910-915℃，熔融温度范围为1005-1065℃。
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