CN109516779B - 一种中温裂纹釉日用瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中温裂纹釉日用瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下组分及各自重量份：水洗石英粉10‑15份，长石28‑33份，水洗高岭土50‑55份，瓷泥5‑10份，白云石类矿化剂0.5‑1份。采用本发明的坯料能够实现一次快速烧成，烧成周期能够缩短到5‑8h，并且球磨的时间缩短到12h，在保证坯体的强度基础上，能够缩短中温裂纹釉日用瓷的制备时间，提高最终制品的质量，能够满足日用陶瓷的质量标准，所制得的制品吸水率为0.5％以下。

Description

一种中温裂纹釉日用瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于日用陶瓷技术领域，具体涉及一种中温裂纹釉日用瓷及其制备方法。
背景技术
裂纹釉又称纹片釉、碎纹釉。釉面上形成裂纹是陶瓷产品的一种缺陷，但是裂纹釉是人为地在釉中造成清晰的开裂样，使陶瓷产品具有独特的艺术效果。由于裂纹形态不一，其名也随之而异，如鱼子纹、百圾碎、冰裂纹、蟹爪纹等品种。最名贵的一种叫“金丝铁线”或“鳝爪纹”，它是在粗疏的黑色纹片中交织着细密的红、黄色裂纹，色调深、浅的裂纹相互衬托。目前裂纹釉应用于日用陶瓷，普遍存在由于釉面裂纹造成产品吸色，易碎等许多缺陷和只适宜做小件产品的不足，而未被广泛采用。
并且，目前用于日用陶瓷的裂纹釉主要由以下两种生产方式让釉面产生裂纹效果：1、配以膨胀系数为230～250×10-7/℃的釉，置于梭式窑内，在1250℃以上烧成，烧成周期为12～16小时，成瓷吸水率在6％以上，再静放3～5天，让釉面自然开裂，后涂以墨水以显示裂纹；2、坯料经过研磨，干燥，修坯，在780-880℃下素烧得到坯体，坯体上釉后，置于梭式窑内，在1250℃以上烧成，烧成周期为9-11小时，成瓷吸水率在6％以上。方法1所得的裂纹釉产品因使用墨水，从釉裂处渗入坯体中，显现裂纹效果，在食用安全上存在一定的隐患，故一般只用在花瓶等摆设类艺术瓷。而方法2所得的裂纹釉产品须经二次烧成，第二次烧成时炸瓷率(一般在10～20％)较高，造成生产成本较高。上述二种方法所得的裂纹釉产品的裂纹效果较大较粗犷，放置一段时间后，产生二次裂纹的后期龟裂的情况比较严重，对产品的质量及后期食品安全潜在较大的隐患。
发明内容
本发明的目的是克服现有裂纹釉产品存在裂纹效果较大较粗犷，后期龟裂较严重等不足，提供一种坯体强度高，不发生二次裂纹的中温裂纹釉日用瓷及其制备方法。
本发明提供了一种中温裂纹釉日用瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下组分及各自重量份：水洗石英粉10-15份，长石28-33份，水洗高岭土50-55份，瓷泥5-10份，白云石类矿化剂0.5-1份。
优选的，所述白云石类矿化剂中主要含有碱土金属氧化物。
优选的，所述碱土金属氧化物为氧化钙和氧化镁。
优选的，所述氧化钙和氧化镁的的质量比为1.2～1.75:1。
优选的，所述坯料中各化学成分的质量百分含量如下：SiO2 60.8-64.6％，Al2O323.3-25.9％，Fe2O3 0.2-0.4％，CaO 0.3-0.6％，MgO 0.3-0.4％，K2O 1.2-1.4％，Na2O2.8-3.4％。
本发明还提供了一种中温裂纹釉日用瓷的制备方法，包括以下步骤：
1)按照各组分和各组分重量份备料，原料混合湿法球磨，坯浆达到所需的细度后过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐，然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；
2)生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1250-1270℃，得到中温裂纹釉日用瓷成品。
优选的，步骤1)所述坯浆的细度为过250目筛余0.05-0.15％。
优选的，步骤1)所述球磨时原料、球石、水的质量比为1:1.4～1.7:1.2～1.3。
优选的，步骤1)所述球磨时间为12h。
优选的，步骤2)所述一次烧成的周期为5-8h。
本发明所用釉料为现有技术中常用膨胀系数为300×10-7/℃或以上的高膨胀色釉料。
所述水洗石英粉，产自江西萍乡；
所述高岭土，产自广东省韶关市和产自福建省龙岩市；
所述瓷泥，产自河南省南阳瓷泥；
所述长石，产自衡阳市衡山钠长石。
所述白云石类矿化剂中含有30-35％重量份的氧化钙，20-25％重量份的氧化镁。
目前裂纹陶瓷釉所用的坯料中氧化硅与氧化铝的质量比为3.4～3.8:1，生产裂纹釉产品时易出现炸瓷、吸水率高及后期龟裂严重的缺陷。氧化硅的含量较高，其膨胀系数较大，达到了205～210×10-7/℃，在高温烧成及冷却的过程中，因其晶型转变时所产生的应力作用，容易产生炸瓷缺陷，造成生产成本较高。为了降低坯料的膨胀系数，本领域技术人员能够想到将氧化硅和氧化铝的质量比降低，但是也不会无限降低，因为根据专利申请号201610450754.6青瓷裂纹开片瓷制备方法中公开的各坯料成分的质量份配比经过换算得到的质量百分含量为：SiO2 64.38％，Al2O3 26.18％，Fe2O3 0.84％，CaO 0.72％，MgO4.37％，K2O 2.26％，Na2O1.23％，其坯体内在开裂，但是目前要得到的裂纹釉是用在日用陶瓷上，坯体不能开裂，否则会有渗水及炸裂的风险，使用效果不佳。因此，根据上述公开的技术可知，本领域技术人员为了制备日用裂纹釉陶瓷釉裂的比较严重，其坯料中氧化硅和氧化铝的百分含量不会设置成上述数值或者接近上述数值。但是本发明通过选用特定产地和经过特定前处理的原料，并控制各原料的重量份，得到SiO2和Al2O3的质量百分含量分别为SiO2 60.8-64.6％，Al2O323.3-25.9％，其虽然接近专利申请号201610450754.6中两者的百分含量，但是其以可塑性高的优质高岭土为主要原料，配以适量起骨架作用的石英、起助熔作用的长石以及起矿化作用的碱土金属氧化物，并控制氧化钙与氧化镁的质量比为1.2～1.75:1，在长石与白云石类矿化剂的高温转化的作用下，令坯体生成较多的不规则排列的针状莫来石，减少玻璃相的生成，增强坯体的高温强度，有效防止制品高温变形，并有效防止所生成的莫来石在烧成及冷却时再分解转化，保证瓷坯有较低的鼓胀系数及较高的强度，解决坯体开裂的缺陷，最终制品的炸瓷率低，提高制品的热稳定性。
目前，裂纹陶瓷釉的坯料湿法球磨的时间较长，通常在12h以上，如专利申请号201811160452.0一种高强度冰裂纹陶瓷制品及其制备工艺中，坯料需要球磨18-24h，并且坯体经过干燥后需要在750-900℃下素烧，然后上釉后再进入窑炉中烧成，烧成的时间为15-22h。由此可知，采用现有的原料和各原料的配比得到的坯体需要经过长时间的球磨和高温素烧，并且坯体上釉后烧成周期较长，在15h以上。这主要是因为现有原料和配比得到的坯料若不经过素烧，其坯体的强度不高，在生坯施釉后使坯体更加达不到所需的强度，容易断裂，降低制品的合格率，也进一步提高了生产成本。同样的若缩短烧成的周期在10h以下，即采用快烧的方式，其中的有机物及碳酸盐等杂质在升温时发生分解挥发，产生的气体会导致釉面出现针孔，影响最终制品的质量，并且由于得到的坯体的强度不高，在快烧过程中制品容易发生高温变形，生成的莫来石在烧成及冷却时会发生再分解转化，容易出现制品炸裂的情况，导致制品的热稳定性和合格率均不佳。
本发明中所使用坯料的原料都是经过处理加工，所用的长石为钠长石，钠长石和石英粉都是经过磨粉水洗过筛而成，经过水洗，其中的杂质少之又少，从而解决坯体在升温过程中因杂质分解而形成缺陷的问题，是实现快烧的必备条件之一；本发明的坯料中Al2O3的质量百分含量控制在23.3～25.9％，再配以适量起骨架作用的石英、起助熔作用的长石以及起矿化作用的白云石类矿化剂，使得坯料在适当的高温条件下，生成较多的不规则排列的针状莫来石晶相，减少玻璃相的生成，并且矿化剂中氧化钙与氧化镁的质量比为1.2～1.75:1，在矿化剂的作用下，有效防止所生成的针状莫来石晶体在烧成及冷却时再分解转化，增强坯体的高温强度，有效防止制品高温变形，拓宽制品的烧成范围，是实现快烧的必备条件之二；本发明亦通过控制配方中长石的用量，来控制最终产物中的K2O、Na2O的含量，使其中K2O1.2-1.4％，Na2O 2.8-3.4％，是实现快烧的必备条件之三。
本申请中所使用的坯料中的原料都是经过处理加工，如石英为江西水洗石英，长石为衡山钠长石经过磨粉水洗过筛而成，而高岭土本身的细度就较细，韶关与福建高岭土经水洗过筛后更为纯净，矿化剂亦是经白云石类原料磨粉而成，故采用这些材料混合，在合理的球石与水的比例的情况下，球磨时就能明显缩短。
本发明中所使用韶关与福建高岭土为可塑性较高的高岭土，坯料中Al2O3的质量百分含量控制在23.3～25.9％，再配以适量起骨架作用的石英、起助熔作用的长石以及起矿化作用的白云石类矿化剂，并且矿化剂中氧化钙与氧化镁的质量比为1.2～1.75:1，得到的生坯强度较高，克服了因施釉后坯体易破损的问题，从而不需要经过素烧，实现一次烧成。
本发明控制最终产物的吸水率，使其最终产物的吸水率在0.5％以下；对抗折强度的提高亦得到有力的保障，亦为大批稳定生产提供有力支撑依据。
本发明的有益效果是：本发明的坯料中控制SiO2的含量在60.8-64.6％，减少坯体中的SiO2随温度变化而产生的内应力作用及降低坯体的膨胀系数。Al2O3含量在23.3-25.9％，保证莫来石的生成量，确保坯体有较低的彭胀系数及较高的强度，为防止产品烧成冷却时的产生炸瓷的缺陷提供必要保障，最终所制得的制品吸水率为0.5％以下。采用本发明的坯料能够实现一次快速烧成，烧成周期能够缩短到5-8h，并且球磨的时间缩短到12h，在保证坯体的强度基础上，能够缩短中温裂纹釉日用瓷成品的制备时间，提高最终制品的质量，能够满足日用陶瓷的质量标准。
具体实施方式
一种中温裂纹釉日用瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下组分及各自重量份：江西萍乡水洗石英粉10-15份，衡山钠长石28-33份，韶关和福建水洗高岭土50-55份，河南南阳瓷泥5-10份，白云石类矿化剂0.5-1份。
坯料中各组份化学成份分析如表1。
表1坯料中各组分化学成分(单位为％)
SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O 烧失量
江西萍乡水洗石英 99.15 0.27 0.09 0 0 0.08 0.06 0.26
衡山钠长石 72.23 16.99 0.1 0.25 0 0.21 9.82 0.43
韶关水洗高岭土 47.89 36.43 0.68 0.03 0.24 2.2 0.08 12.25
福建水洗高岭土 49.65 34.86 0.31 0 0.25 2.15 0.3 12.35
河南南阳瓷泥 70.55 16.97 0.38 1.93 1.02 1.76 0.2 6.93
白云石类矿化剂 7.86 0.62 0.09 30.88 19.7 0.08 0.12 40.57
通过换算得出各化学成分的质量百分含量如下：SiO2 60.8-64.6％，Al2O3 23.3-25.9％，Fe2O30.2-0.4％，CaO 0.3-0.6％，MgO 0.3-0.4％，K2O 1.2-1.4％，Na2O 2.8-3.4％。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
一种中温裂纹釉日用瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下组分及各自重量份：江西萍乡水洗石英粉10份，衡山钠长石33份，韶关水洗高岭土20份，福建水洗高岭土33份，河南南阳瓷泥7份，白云石类矿化剂0.7份。
中温裂纹釉日用瓷的制备方法：1)按照各组分和各组分重量份备料，原料加入到球磨机中，并加入适量的水，一同湿法球磨12h得到细度为过250目筛余0.05-0.15％的坯浆，过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐，然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；其中原料、球石、水的质量比为1:1.7:1.3；
2)生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1250℃，烧成的周期为5.5h，得到中温裂纹釉日用瓷成品。
实施例2
一种中温裂纹釉日用瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下组分及各自重量份：江西萍乡水洗石英粉12份，衡山钠长石28份，韶关水洗高岭土27份，福建水洗高岭土28份，河南南阳瓷泥5份，白云石类矿化剂1份。
中温裂纹釉日用瓷的制备方法：1)按照各组分和各组分重量份备料，原料加入到球磨机中，并加入适量的水，一同湿法球磨12h得到细度为过250目筛余0.05-0.15％的坯浆，过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐，然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；其中原料、球石、水的质量比为1:1.5:1.2；
2)生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1270℃，烧成的周期为5h，得到中温裂纹釉日用瓷成品。
实施例3
一种中温裂纹釉日用瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下组分及各自重量份：江西萍乡水洗石英粉15份，衡山钠长石29份，韶关水洗高岭土25份，福建水洗高岭土25份，河南南阳瓷泥10份，白云石类矿化剂0.5份。
中温裂纹釉日用瓷的制备方法：1)按照各组分和各组分重量份备料，原料加入到球磨机中，并加入适量的水，一同湿法球磨12h得到细度为过250目筛余0.05-0.15％的坯浆，过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐，然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；其中原料、球石、水的质量比为1:1.4:1.3；
2)生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1260℃，烧成的周期为8h，得到中温裂纹釉日用瓷成品。
对比例1
一种中温裂纹釉日用瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下组分及各自重量份：江西萍乡石英粉12份，衡山钠长石28份，韶关高岭土27份，福建高岭土28份，河南南阳瓷泥5份，白云石类矿化剂1份。
中温裂纹釉日用瓷的制备方法：1)按照各组分和各组分重量份备料，原料加入到球磨机中，并加入适量的水，一同湿法球磨12h得到细度为过250目筛余0.05-0.15％的坯浆，过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐，然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；其中原料、球石、水的质量比为1:1.5:1.2；
2)生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1270℃，烧成的周期为5h，得到中温裂纹釉日用瓷成品。
对比例2
采用专利申请号201811160452.0中的原料和实施例2中的方法制备得到中温裂纹釉日用瓷成品。
将实施例1-3和对比例1-2得到的中温裂纹釉日用瓷成品进行吸水率测试及热稳定性测试，其中吸水率测试采用常规的方法，将制品放置在常温水中24h，测定吸水前后制品的质量，计算吸水率，结果如表1。
表1中温裂纹釉日用瓷成品的吸水率
实施例 吸水前成品质量/g 吸水前成品质量/g 吸水率/％
实施例1 13.223 13.275 0.39
实施例2 13.119 13.168 0.37
实施例3 12.824 12.877 0.41
对比例1 13.335 13.527 1.44
对比例2 13.045 14.239 9.15
热稳定性测试是根据我国日用陶瓷抗热震性测试国家标准(GB/T3532—2009)中，在要求测试温度下，一次性测试5件产品，任一件产品都必须通过该要求温度的抗热震性测试，方为通过测试，任一件不通过，则判断为不通过，结果如表2。
表2中温裂纹釉日用瓷成品的热稳定性
实施例 热稳定性(160℃--20℃)
实施例1 通过
实施例2 通过
实施例3 通过
对比例1 不通过
对比例2 不通过
抗折强度是陶瓷制品的重要力学性能之一，陶瓷材料的高强度性能指标指的就是抗折强度，在新材料研究及工业陶瓷的应用中，常常测定抗折强度，表示陶瓷材料力学性能的优劣，按照GB/8489-87(工程陶瓷压缩强度实验方式)测定实施例1-3和对比例1-2得到的中温裂纹釉日用瓷成品的抗折强度，结果如表3。
表3中温裂纹釉日用瓷成品的抗折强度
Figure BDA0001914951540000061
Figure BDA0001914951540000071
从表1-3的数据可知，采用本发明的坯料得到的日用裂纹釉成品的吸水率较对比例低，热稳定性好，抗折强度较高，由此说明为采用本发明的坯料能够实现一次快速烧成，烧成周期能够缩短到5-8h，并且球磨的时间缩短到12h，在保证坯体的强度基础上，能够缩短日用裂纹釉的制备时间，提高最终制品的质量，能够满足日用陶瓷的质量标准，所制得的制品吸水率为0.5％以下。

Claims (6)

1.一种中温裂纹釉日用瓷，包括坯料和釉料，其特征在于，坯料包括以下组分及各自重量份：水洗石英粉10-15份，长石28-33份，水洗高岭土50-55份，瓷泥5-10份，白云石类矿化剂0.5-1份；
所述白云石类矿化剂中主要含有碱土金属氧化物；
所述碱土金属氧化物为氧化钙和氧化镁；
所述氧化钙和氧化镁的质量比为1.2～1.75:1；
所述坯料中各化学成分的质量百分含量如下：SiO2 60.8-64.6%，Al2O3 23.3-25.9%，Fe2O3 0.2-0.4%，CaO 0.3-0.6%，MgO 0.3-0.4%，K2O 1.2-1.4%，Na2O 2.8-3.4%。
2.如权利要求1所述中温裂纹釉日用瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照各组分和各组分重量份备料，原料混合湿法球磨，坯浆达到所需的细度后过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐，然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；
2）生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1250-1270℃，得到中温裂纹釉日用瓷成品。
3.如权利要求2所述中温裂纹釉日用瓷的制备方法，其特征在于，步骤1）所述坯浆的细度为过250目筛余0.05-0.15%。
4.如权利要求2所述中温裂纹釉日用瓷的制备方法，其特征在于，步骤1）所述球磨时原料、球石、水的质量比为1:1.4～1.7:1.2～1.3。
5.如权利要求2所述中温裂纹釉日用瓷的制备方法，其特征在于，步骤1）所述球磨时间为12h。
6.如权利要求2所述中温裂纹釉日用瓷的制备方法，其特征在于，步骤2）所述一次烧成的周期为5-8h。
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