CN108191389A - 骨质瓷及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种骨质瓷及其制备工艺，骨质瓷所使用的泥料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：2％～6％；福建洗泥：36～48％；湖北长石：24％～30％；山东合成骨灰粉：3％～7％；中州铝粉：2％～6％；界牌原矿：4％～10％，以上组分总计100％；它所使用的釉料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：4％～6％；方解石：9％～18％；钾长石：26％～38％；煅烧滑石：8％～12％；煅烧高岭土：8％～12％；煅烧氧化锌：1％～5％；石英：18％～26％，以上组分总计100％。本发明白度较高，透明度好，光泽柔和，釉面硬度高，抗冲击强度较好，釉面几乎无针孔，釉面光泽度高，热稳定性较好(160‑20℃一件未裂)，烧成温度范围较宽。

Description

骨质瓷及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种骨质瓷及其制备工艺。
背景技术
目前，市场上的骨灰质瓷的骨灰含量在20％以上，其烧成工艺为高温素烧，低温釉烧，其优点如下：瓷质白度高，透明度好，釉面光洁，规整度好，光泽柔和等，但该产品也存在如下缺点：热稳定性(140-20℃一件未裂)，瓷质较脆，强度和釉面硬度差，烧成温度范围窄，原材料及生产成本高(骨灰质瓷为二次烧成)等。而长石质瓷的优点：热稳定性好(180-20℃一件未裂，甚至更高)，釉面硬度高，抗冲击强度好，烧成温度范围宽等，其缺点是：透明度差等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种骨质瓷，它白度较高，透明度好，光泽柔和，釉面硬度高，抗冲击强度较好，釉面几乎无针孔，釉面光泽度高，热稳定性较好(160-20℃一件未裂)，烧成温度范围较宽。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种骨质瓷，它所使用的泥料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：2％～6％；福建洗泥：36～48％；湖北长石：24％～30％；山东合成骨灰粉：3％～7％；中州铝粉：2％～6％；界牌原矿：4％～10％，以上组分总计100％；它所使用的釉料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：4％～6％；方解石：9％～18％；钾长石：26％～38％；煅烧滑石：8％～12％；煅烧高岭土：8％～12％；煅烧氧化锌：1％～5％；石英：18％～26％，以上组分总计100％。
进一步，骨质瓷所使用的泥料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：6％；福建洗泥：48％；湖北长石：26％；山东合成骨灰粉：5％；中州铝粉：5％；界牌原矿：10％。
进一步，骨质瓷所使用的釉料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：5％；方解石：14％；钾长石：34％；煅烧滑石：10％；煅烧高岭土：10％；煅烧氧化锌：3％；石英：24％。
本发明还提供了一种骨质瓷的制备工艺，工艺中含有如下步骤：
(a)制料：分别制备泥料和釉料，将泥料制成骨质瓷坯件；
(b)施釉：在骨质瓷坯件上上釉料；其中，上釉料前的骨质瓷坯件的含水率控制在1.5％～2.0％；
(c)烧成：经过步骤(b)后的骨质瓷坯件在1270-1340℃的环境下烧成成品。
进一步，在步骤(a)中，泥料的制备方法包含如下步骤：
进一步，按照泥料的各组分及各组分质量百分比备料；
然后按照料：球：水的质量比＝1:(1.5～1.7)：1.2湿法球磨，其中，泥浆出磨细度：250目筛筛余0.1％-0.3％；
泥浆再分别过120目、180目、200目筛，再经过3次除铁后得到泥料。
进一步，在步骤(a)中，釉料的制备方法包含如下步骤：
进一步，按照釉料的各组分及各组分质量百分比备料，然后球磨，待釉浆达到细度要求后，再加入釉料总组分质量的0.06wt％～0.09wt％的腐殖酸钠或水玻璃，再球磨后即可出磨；其中，球磨时的料：球：水的质量比＝1：(1.5-1.7)：0.5，釉浆出磨细度：320目筛筛余0.01％～0.03％；釉浆再分别过150目、200目、250目筛，再经过3次除铁后得到釉料。
进一步，在步骤(b)中，施釉工艺采用施釉机施釉，釉浆浓度控制在68～72波美度；或者施釉工艺采用沾釉或浸釉，釉浆浓度控制在42～45波美度。
进一步，在步骤(c)中，烧成温度为1280℃～1330℃。
泥料中主要原料的作用与用量：
贵州土和福建洗泥
在Al2O3含量相同的情况下，增加福建洗泥的用量可以减少中州铝粉的用量，这样可降低泥料成本，同时贵州土的用量也随之减少，有利于注浆泥料化浆、注浆，也有利于滚压泥料配方和注浆泥料配方的统一。当贵州土的用量超过7％时泥料就不好化浆，即使化好的泥浆流动性也差或含水率过高，不利于注浆操作，所以将贵州土控制在2％～6％；福建洗泥控制在36～48％。
山东合成骨灰粉与湖北长石
山东合成骨灰粉本身是难熔原料，但在普通粘土坯料中引入少量时(2％-20％)则可作为一种强助熔剂使用。适当减少合成骨灰粉的用量，增加长石的用量，有利于坯体在较低的温度下产生液相，降低了坯体的烧结温度，反之增加合成骨灰粉用量势必减少了长石用量，这样不但缩小了坯体烧结温度范围，而且制品易变形，当山东合成骨灰粉的用量超过7％时，烧成温度范围窄，不适合隧道窑和抽屉窑的烧成温度变化，也不利于烧成操作。因为MgO、CaO可以相对地提高瓷器的热稳定性和机械强度，提高白度和透明度，改进瓷的色调，减弱铁、钛的不良着色影响，特别是Fe3在硅酸盐玻璃中以[FeO4]结构团存在，成为显黄色的强着色剂，而在磷酸盐玻璃中，其却为[FeO6]结构团，故不显色。所以如果山东合成骨灰粉的用量太少，不但瓷器的热稳定性和机械强度有所降低，而且瓷器的白度和透明度也有所降低，瓷器的色调也将发生较大变化，即黄色增加，不再呈现出色调柔和的奶黄色，所以山东合成骨灰粉控制在3％～7％，山东合成骨灰粉的最佳加入量为5％。
中州铝粉
中州铝粉主要是为了增加Al2O3的含量从而增加坯体的耐火度，扩大坯体的烧成温度范围，防止瓷器的烧成变形，还可提高瓷器的热稳定性和抗冲击强度。所以中州铝粉控制在2％～6％。
釉料中主要原料作用与用量：
钾长石和方解石
增加方解石的用量，相应减少平江长石的用量，这样就减少了釉料中K2O和Na2O对釉网络结构体的破坏，降低了釉料的膨胀系数，从而提高了产品的热稳定性，且CaO在高温时使釉料粘度快速降低的作用，因此有利于烧成过程中坯、釉物化反应所产生的气体快速排除，减少了釉面针孔。同时由于CaO具有较高的折射率，因而提高了产品产生的釉面光泽度.但釉中CaO含量过高时.不但易使产品产生闭口泡，而且易使产品产生烟熏，在氧化气氛中烧成时易使产品釉面发黄，方解石的用量在18％以下，釉层厚度适宜，釉面不会出现黄色调，故方解石最佳用量为9％--18％。该釉中CaO为8.68％<10％,R2O为4.44％>3％,故此釉属于长石—石灰混合釉，因此具有高温粘度小，透光性强；光泽好；机械强度高；外观有刚硬感；膨胀系数小；釉层弹性好；与高铝质坯体结合良好(改善了产品的热稳定性)；烧成温度与范围较宽等优点。
煅烧滑石
煅烧滑石不但能降低釉的烧成温度；增大釉的烧成范围，而且能提高釉面的热稳定性,釉的抗气氛能力，还能增加釉的流动性和表面张力。并且MgO；SiO2和Al2O3形成低共熔的热膨胀系数特别小的董青石(2MgO；2Al2O3.；5SiO2)，从而降低了釉的热膨胀系数，且MgO较其他碱土金属氧化物能提高釉的弹性，可促进坯釉中间层的形成，缓冲了有害应力对釉层的破坏，从而改善了产品的热稳定性。但滑石的加入量不能过多，若超过14％，不但提高了釉料的耐火度和高温粘度，而且缩小了釉料的烧温度范围，还会使釉析品而失透，降低了釉面的光泽度，故其适用量为8％-12％。
煅烧氧化锌
煅烧氧化锌可以降低釉料的烧成温度和高温粘度，减少釉面针孔，还可以提高釉的表面张力，有利于形成平滑的釉面。另外，煅烧氧化锌具有较高的折射率，釉中加入适量氧化锌，提高了釉层的折射率，从而提高了釉面的光泽度。用过煅烧氧化锌替代部分钾.钠长石类原料，可以减少釉中溶剂用量，降低釉的热膨胀系数，并且釉中煅烧氧化锌能提高釉的弹性，缓冲了有害应力对釉层的破坏，从而改善了产品的热稳定性，同时，氧化锌也提供了釉面白度、釉面硬度及化学稳定性，扩大了釉的熔融温度范围。氧化锌一般控制在6％以下，如加入量过多则提高了釉的粘度，且易使釉结晶。
另外，釉中一定要加入0.06％-0.09％的腐殖酸钠或水玻璃来减少釉的含水量，增加釉浆的流动性，否则，釉浆的流动性太差，干釉速度太慢，会影响施釉操作。半成品的质量，而且釉浆的干釉速度太慢容易封闭气体，从而容易造成陶瓷制品产生针孔或者气泡。上釉前坯的含水率应控制在1.5％-2.0％，进窑烧成时，釉坯的含水率应控制在2.0％以下，否则易出现水边泡缺陷，降低产品质量。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：
1)3％～7％的山东合成骨灰粉不但提高了瓷器的热稳定性和机械强度，而且提高了瓷器的白度和透明度，改进了瓷器的色调，是瓷器呈现出柔和的奶黄色。
2)较高的长石用量，降低了坯体的烧成温度，较高的铝含量，提高了坯体的耐火度，从而拓宽了坯体的烧结温度范围，而且较高的铝含量也提高了瓷器的热稳定性和抗冲击强度。
3)釉中加入较多的方解石，不但提高了釉面硬度，而且显著降低了釉料的高温粘度，减少了釉面针孔，并使釉几乎全为玻璃体，从而提高了产品的釉面光泽度和透明度。
4).氧化锌提高了釉的表面张力有利于形成平整，光滑的釉面。由于氧化锌有较高的折射率，所以氧化锌加入量虽然少，但其对提高釉面光泽度和其他性能都有重要作用。
5).研制出的新骨质瓷具有白度高；透明度好；光泽柔和；硬度高；抗冲击强度较好；釉面几乎无针孔，釉面光泽度高；热稳定性较好；烧成温度范围较宽等优点。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
一种骨质瓷，它所使用的泥料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：6％；福建洗泥：48％；湖北长石：26％；山东合成骨灰粉：5％；中州铝粉：5％；界牌原矿：10％；它所使用的釉料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：5％；方解石：14％；钾长石：34％；煅烧滑石：10％；煅烧高岭土：10％；煅烧氧化锌：3％；石英：24％。
一种骨质瓷的制备工艺，工艺中含有如下步骤：
(a)制料：分别制备泥料和釉料，将泥料制成骨质瓷坯件；
(b)施釉：在骨质瓷坯件上上釉料；其中，上釉料前的骨质瓷坯件的含水率控制在1.5％～2.0％；
(c)烧成：经过步骤(b)后的骨质瓷坯件在1270-1340℃的环境下烧成成品。在本实施例中，烧成温度优选为1280℃～1330℃；具体地，产品在4m3的液化气抽屉中以氧化气氛烧成，在表温1200℃(三角温锥温度为1250℃)时，转为弱还原焰直到止火温度1310℃(三角温锥温度)左右(当然也可以一直烧氧化焰，只是瓷器稍微黄一点)。转弱还原焰烧成也有利于拉平窑体上下温度，缩小烧成温差，烧成周期为9h，最佳烧成温度为1280-1330℃(三角温锥温度)，此温度范围内瓷器的透明度好，质量高，当烧成温度低于1250℃(三角温锥温度)时，瓷器就烧不熟，烧成温度为1250-1280℃(三角温锥温度)时，瓷器的透明度不好，当烧成温度超过1350℃时，大件产品容易变形。坯体进窑烧成时，含水率应控制在2％以下，否则易出现水边泡缺陷，当然还可以利用抽屉窑的余热，把装好坯的窑车推进热窑中烘2h左右再进行正常烧成。
在步骤(a)中，泥料的制备方法包含如下步骤：
按照泥料的各组分及各组分质量百分比备料；
然后按照料：球：水的质量比＝1:(1.5～1.7)：1.2湿法球磨，其中，泥浆出磨细度：250目筛筛余0.1％-0.3％；
泥浆再分别过120目、180目、200目筛，再经过3次除铁后得到泥料。
在步骤(a)中，釉料的制备方法包含如下步骤：
按照釉料的各组分及各组分质量百分比备料，然后球磨，待釉浆达到细度要求后，再加入釉料总组分质量的0.06wt％的腐殖酸钠或水玻璃，再球磨后即可出磨；其中，球磨时的料：球：水的质量比＝1：(1.5-1.7)：0.5，釉浆出磨细度：320目筛筛余0.01％～0.03％；釉浆再分别过150目、200目、250目筛，再经过3次除铁后得到釉料。
在步骤(b)中，施釉工艺采用施釉机施釉，釉浆浓度控制在68～72波美度；或者施釉工艺采用沾釉或浸釉，釉浆浓度控制在42～45波美度。
实施例二
一种骨质瓷，它所使用的泥料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：4％；福建洗泥：46％；湖北长石：28％；山东合成骨灰粉：7％；中州铝粉：6％；界牌原矿：9％；它所使用的釉料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：5％；方解石：18％；钾长石：38％；煅烧滑石：8％；煅烧高岭土：8％；煅烧氧化锌：5％；石英：18％，以上组分总计100％。
本实施例的制备工艺与实施例一相同。
实施例三
一种骨质瓷，它所使用的泥料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：5％；福建洗泥：45％；湖北长石：30％；山东合成骨灰粉：6％；中州铝粉：6％；界牌原矿：8％；
它所使用的釉料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：4％；方解石：10％；钾长石：38％；煅烧滑石：12％；煅烧高岭土：12％；煅烧氧化锌：5％；石英：19％；
本实施例的制备工艺与实施例一相同。
以上三个实施例中的泥料的各组分的具体化学组成如下表：
以上三个实施例中的釉料的各组分的具体化学组成如下表：
以上三个实施例制备的骨质瓷经过检测和观察发现，其均能得到预定的效果。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种骨质瓷，其特征在于：
它所使用的泥料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：2％～6％；福建洗泥：36～48％；湖北长石：24％～30％；山东合成骨灰粉：3％～7％；中州铝粉：2％～6％；界牌原矿：4％～10％，以上组分总计100％；
它所使用的釉料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：4％～6％；方解石：9％～18％；钾长石：26％～38％；煅烧滑石：8％～12％；煅烧高岭土：8％～12％；煅烧氧化锌：1％～5％；石英：18％～26％，以上组分总计100％。
2.根据权利要求1所述的骨质瓷，其特征在于：它所使用的泥料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：6％；福建洗泥：48％；湖北长石：26％；山东合成骨灰粉：5％；中州铝粉：5％；界牌原矿：10％。
3.根据权利要求1所述的骨质瓷，其特征在于：它所使用的釉料的组分及各组分的质量百分比如下：贵州土：5％；方解石：14％；钾长石：34％；煅烧滑石：10％；煅烧高岭土：10％；煅烧氧化锌：3％；石英：24％。
4.一种如权利要求1至3中任一项所述的骨质瓷的制备工艺，其特征在于工艺中含有如下步骤：
(a)制料：分别制备泥料和釉料，将泥料制成骨质瓷坯件；
(b)施釉：在骨质瓷坯件上上釉料；其中，上釉料前的骨质瓷坯件的含水率控制在1.5％～2.0％；
(c)烧成：经过步骤(b)后的骨质瓷坯件在1270-1340℃的环境下烧成成品。
5.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于：在步骤(a)中，泥料的制备方法包含如下步骤：
按照泥料的各组分及各组分质量百分比备料；
然后按照料：球：水的质量比＝1:(1.5～1.7)：1.2湿法球磨，其中，泥浆出磨细度：250目筛筛余0.1％-0.3％；
泥浆再分别过120目、180目、200目筛，再经过3次除铁后得到泥料。
6.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于：在步骤(a)中，釉料的制备方法包含如下步骤：
按照釉料的各组分及各组分质量百分比备料，然后球磨，待釉浆达到细度要求后，再加入釉料总组分质量的0.06wt％～0.09wt％的腐殖酸钠或水玻璃，再球磨后即可出磨；其中，球磨时的料：球：水的质量比＝1：(1.5-1.7)：0.5，釉浆出磨细度：320目筛筛余0.01％～0.03％；釉浆再分别过150目、200目、250目筛，再经过3次除铁后得到釉料。
7.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于：在步骤(b)中，施釉工艺采用施釉机施釉，釉浆浓度控制在68～72波美度；或者施釉工艺采用沾釉或浸釉，釉浆浓度控制在42～45波美度。
8.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于：在步骤(c)中，烧成温度为1280℃～1330℃。
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