CN106630943A - 坭兴陶大型器皿的烧制工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了坭兴陶大型器皿的烧制工艺，包括以下步骤：1)向坭兴陶土中混入其重量0.1～1％的EuCl2，制成泥浆；2)将泥浆注入石膏模具中，脱模，得到大型坭兴陶坯体；3)将坯体阴干，送入窑炉中进行烧制，得到坭兴陶大型器皿成品。二价稀土氯化物EuCl2的添加还可以断开上下两层硅氧四面体中活性氧之间的键和，并与上下两层活性氧重新产生键和，而且二价稀土离子与活性氧的之间键和还具有一定的柔韧性，可以伸长也可以收缩，因此可以起到调节坯体脱水速度的作用，使得坯体内外脱水同步，进而坯体内外硬度一致，从而避免了在脱模时出现的软坍缺陷以及后续干燥和烧制过程中出现的开裂缺陷。

Description

坭兴陶大型器皿的烧制工艺
技术领域
本发明涉及一种坭兴陶的烧制工艺，具体涉及坭兴陶大型器皿的烧制工艺。
背景技术
钦州坭兴陶，学名为紫泥陶，与江苏紫砂陶、云南建水陶、重庆荣昌陶并称中国四大名陶。坭兴陶器皿按器皿型号分为大型器皿(直径和/或高度≥40cm且小于100cm)和小型器皿(直径和高度均＜40cm)。对于形状复杂、体积较大、壁厚且大批量的大型坭兴陶产品而言，一般采用注浆成型工艺。注浆成型包括制作模具、注浆、吃浆、放浆、巩固、脱模等工序组成。模具制作一般选用标准的β-石膏粉，加水制成石膏浆，经搅拌、真空脱气等处理，注入按照尺寸和造型要求制作好的母模内，在30～40℃下干燥5～7天，石膏硬化脱模，即得石膏模具。注浆、吃浆、放浆是将调制好的坭兴陶泥浆(为了保证流动性，泥浆的含水率一般控制在35％左右)注入模具，然后由模具吸附泥浆中的水分，当坯体形成一定厚度时，排出多余泥浆。巩固是由于放浆后坯体很软，需要继续排除坯体水分，增加其强度，称之为巩固，当坯体含水率下降到18～20％时，巩固结束。脱模是从模型中取出粗坯的过程。大型坭兴陶产品的注浆成型都非常困难，如果在脱模时坯体没有足够的硬度，就容易发生变形，甚至塌坯体。所以，脱模时坯体的硬度是影响毛坯合格率的重要因素，同时对于坯体的修整等操作都有很大的影响。坯体的硬度分为表面硬度和平均硬度，在成型过程中，当坯体表层形成致密的薄层时，由于内部水分排除受阻，坯体内外硬度差大，致坯体表面硬而内部软，在此后的加工与干燥等工序中容易出现变形或开裂缺陷。反之，成型时坯体表层形成不致密薄层，内部水分排出通畅，坯体水分差小，内外硬度差一致，强度大，但是由于坯体排除水分过快，在石膏模具内的收缩量较大，容易出现裂损。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种坭兴陶大型器皿的烧制工艺，该工艺可以解决坯体内外硬度不一的缺陷，从而大大提高成品率。
本发明提供的技术方案是提供一种坭兴陶大型器皿的烧制工艺，包括以下步骤：
1)向坭兴陶土中混入其重量0.1～1％的EuCl2，制成泥浆；
2)将泥浆注入石膏模具中，脱模，得到大型坭兴陶坯体；
3)将坯体阴干，送入窑炉中进行烧制，得到坭兴陶大型器皿成品。
坭兴陶泥料由东泥和西泥组成，东泥为横穿钦州市区的钦江以东的泥土，是一种软质粘土，颜色为黄白色，含微量石英砂，在坭兴陶的生产工艺中起调整可塑性以结合性作用；西泥为钦江以西地域的泥土，含有少量K2O、NaO、CaO、MgO、Fe203、TiO2、MnO2，是一种含铁量较高的紫泥石，颜色为紫红色，表面层有少量铁质浸染，为硬质粘土，可塑性及结合性较差。东泥中粘土类矿物主要是蒙脱石，蒙脱石晶体Si-O四面体中的Si4+被Al3+、Fe3+等取代，Al-O八面体中的Al3+被Mg2+、Fe2+等部分取代而造成晶体结构中的正电荷不足，因此，粘土粒子带负电荷。加入二价稀土氯化物EuCl2之后，二价稀土氯化物迅速离解出二价稀土离子，每2个表面负电荷都结合一个二价稀土离子，稀土离子半径较大，可以覆盖在蒙脱石晶体表面，蒙脱石晶体呈正电荷，从而产生分子斥力，泥浆粘度下降，流动性和渗透性增强，大大提高了泥浆的浇注性能。不添加三价稀土氯化物以及四价稀土氯化物的原因是三价以及四价稀土离子可以结合过多的负电荷蒙脱石粒子，反而使得泥浆变得粘稠，浇注性能反而降低。
蒙脱石属于二八面体层状结构，它们由四面体-八面体-四面体三层结构片组成，属于单斜晶系，四面体片是由Si-O四面体共角顶连接而成，对每一个硅氧四面体而言，有三个角顶上的氧都是与相邻的硅氧四面体共有的，对于每一个硅氧四面言，有三个角顶上的氧都是与相邻的硅氧四面体共有的，电荷已经达到平衡，只剩下一个未被公用的氧可与下层四面体中的活性氧组成八面体片，二价的Al3+、Fe3+、Mg2+、Fe2+填充在八面体孔隙之中。在泥料中加入二价稀土氯化物，离解出的二价稀土离子可以断开上下两层四面体中活性氧之间的键和，并与上下两层活性氧重新产生键和，而且二价稀土离子与活性氧的键和还具有一定的柔韧性，可以伸长也可以收缩，因此可以起到调节坯体孔隙的作用。由于坯体外表面(贴近石膏模具的部分)水分子大量排除，坯体外表面收缩过大，容易产生内应力而出现坯体破裂，坯体外表面的二价稀土离子与活性氧原子形成的键和会产生收缩，减小坯体孔隙，适当减缓外表面的水分扩散，从而避免坯体开裂。又由于坯体内部(远离石膏模具的部分)水分排除较慢，水分子含量较高，坯体内部的二价稀土离子与活性氧原子形成的键和会适当伸长，坯体孔隙增大，可促进内部的水分快速排出，从而使得坯体内外水分扩散基本同步，进而使得坯体内外硬度一致，增强坯体强度，坯体的触变性变小，脱模时不容易出现软坍缺陷，在后续干燥和烧制时，也不容易坯体开裂等缺陷。
步骤1)中，坭兴陶土由东泥和西泥组成，其重量比为4～6：6～4。优选地，东泥和西泥的重量比为6：4。
步骤1)中，由于坭兴陶土中混入了二价稀土氯化物EuCl2，增强了泥浆的流动性，因此泥浆的含水率为25～28％即可保证顺利注浆。
步骤2)中，脱模时，坯体的含水率为18～20％。
步骤3)中，先以每小时升高80～130℃的升温速度将窑炉内温度升至450～550℃，再以每小时升高140～180℃的升温速度升温至1100～1200℃，并保温烧制1～2h后，停止加热，待冷却后出窑。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明在坭兴陶土中加入二价稀土氯化物EuCl2增强了泥浆的流动性，泥浆的含水率仅为25～28％即可保证较好的浇注性能。
2)二价稀土氯化物EuCl2的添加还可以断开上下两层硅氧四面体中活性氧之间的键和，并与上下两层活性氧重新产生键和，而且二价稀土离子与活性氧的之间键和还具有一定的柔韧性，可以伸长也可以收缩，因此可以起到调节坯体脱水速度的作用，使得坯体内外脱水同步，进而坯体内外硬度一致，从而避免了在脱模时出现的软坍缺陷以及后续干燥和烧制过程中出现的开裂缺陷。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步阐述，但不作为对本发明的限定。
实施例1
1)将东泥和西泥按4：6的重量比混合，得到坭兴陶土，向坭兴陶土中加入其重量0.1％的EuCl2，经研磨、压滤、真空练泥、陈腐一系列工艺制成含水率为25％的泥浆；
2)将泥浆注入石膏模具中，由模具吸附泥浆中的水分，当坯体厚度达到10cm时，排出多余泥浆，当坯体含水率下降到18％时，从模型中取出，得到坭兴陶大花瓶坯体200个(最大直径为60cm，高度为1m)。其中，完好坯体195个，5个出现轻微变形；
3)将195个完好坯体阴干，送入窑炉中进行烧制，先以每小时升高80℃的升温速度将窑炉内温度升至450℃，再以每小时升高140℃的升温速度升温至1100℃，并保温烧制1h后，停止加热，待冷却后出窑。
实施例2
1)将东泥和西泥按6：4的重量比混合，得到坭兴陶土，向坭兴陶土中加入其重量1％的EuCl2，经研磨、压滤、真空练泥、陈腐一系列工艺制成含水率为28％的泥浆；
2)将泥浆注入石膏模具中，由模具吸附泥浆中的水分，当坯体厚度达到10cm时，排出多余泥浆，当坯体含水率下降到20％时，从模型中取出，得到坭兴陶大花瓶坯体200个(最大直径为60cm，高度为1m)。其中，完好坯体198个，2个出现轻微变形；
3)将198个完好坯体阴干，送入窑炉中进行烧制，先以每小时升高130℃的升温速度将窑炉内温度升至550℃，再以每小时升高180℃的升温速度升温至1200℃，并保温烧制2h后，停止加热，待冷却后出窑。
对比例
1)将东泥和西泥按6：4的重量比混合，得到坭兴陶土，经研磨、压滤、真空练泥、陈腐一系列工艺制成含水率为35％的泥浆；
2)将泥浆注入石膏模具中，由模具吸附泥浆中的水分，当坯体厚度达到10cm时，排出多余泥浆，当坯体含水率下降到20％时，从模型中取出，得到坭兴陶大花瓶坯体200个(最大直径为60cm，高度为1m)。其中，完好坯体105个，45个出现轻微变形，50个坯体塌陷。
3)将105个完好坯体阴干，送入窑炉中进行烧制，先以每小时升高130℃的升温速度将窑炉内温度升至550℃，再以每小时升高180℃的升温速度升温至1200℃，并保温烧制2h后，停止加热，待冷却后出窑。
实施例3
1)将东泥和西泥按5：5的重量比混合，得到坭兴陶土，向坭兴陶土中加入其重量0.5％的EuCl2，经研磨、压滤、真空练泥、陈腐一系列工艺制成含水率为26％的泥浆；
2)将泥浆注入石膏模具中，由模具吸附泥浆中的水分，当坯体厚度达到10cm时，排出多余泥浆，当坯体含水率下降到19％时，从模型中取出，得到坭兴陶大花瓶坯体200个(最大直径为60cm，高度为1m)。其中，完好坯体192个，8个出现轻微变形；
3)将195个完好坯体阴干，送入窑炉中进行烧制，先以每小时升高110℃的升温速度将窑炉内温度升至500℃，再以每小时升高160℃的升温速度升温至1150℃，并保温烧制1.5h后，停止加热，待冷却后出窑。
实施例4
1)将东泥和西泥按6：4的重量比混合，得到坭兴陶土，向坭兴陶土中加入其重量0.1％的EuCl2，经研磨、压滤、真空练泥、陈腐一系列工艺制成含水率为28％的泥浆；
2)将泥浆注入石膏模具中，由模具吸附泥浆中的水分，当坯体厚度达到10cm时，排出多余泥浆，当坯体含水率下降到18％时，从模型中取出，得到坭兴陶大花瓶坯体200个(最大直径为60cm，高度为1m)。其中，完好坯体194个，6个出现轻微变形；
3)将195个完好坯体阴干，送入窑炉中进行烧制，先以每小时升高80℃的升温速度将窑炉内温度升至550℃，再以每小时升高140℃的升温速度升温至1200℃，并保温烧制1h后，停止加热，待冷却后出窑。
统计各组成品率见下表。成品率＝(坯体总数-脱模损坏数-阴干损坏数-烧成损坏数)/坯体总数。

Claims (6)

1.坭兴陶大型器皿的烧制工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)向坭兴陶土中混入其重量0.1～1％的EuCl2，制成泥浆；
2)将泥浆注入石膏模具中，脱模，得到大型坭兴陶坯体；
3)将坯体阴干，送入窑炉中进行烧制，得到坭兴陶大型器皿成品。
2.根据权利要求1所述的坭兴陶大型器皿的烧制工艺，其特征在于：步骤1)中，坭兴陶土由东泥和西泥组成，其重量比为4～6：6～4。
3.根据权利要求2所述的坭兴陶大型器皿的烧制工艺，其特征在于：东泥和西泥的重量比为6：4。
4.根据权利要求1所述的坭兴陶大型器皿的烧制工艺，其特征在于：步骤1)中，所述泥浆的含水率为25～28％。
5.根据权利要求1所述的坭兴陶大型器皿的烧制工艺，其特征在于：步骤2)中，脱模时，坯体的含水率为18～20％。
6.根据权利要求1所述的坭兴陶大型器皿的烧制工艺，其特征在于：步骤3)中，先以每小时升高80～130℃的升温速度将窑炉内温度升至450～550℃，再以每小时升高140～180℃的升温速度升温至1100～1200℃，并保温烧制1～2h后，停止加热，待冷却后出窑。
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