CN1096999A - 镁橄榄石——堇青石瓷 - Google Patents

Abstract

本发明属于陶瓷技术领域，涉及一种镁橄榄石— —堇青石瓷及其制造方法。该镁橄榄石——堇青石 瓷其瓷胎晶相占瓷的显微结构的40—75％，余为玻 璃相(按重量比)，晶相中包括镁橄榄石占26—60％、 堇青石占10—28％、顽辉石占0.5—5％、镁橄榄石的 含量大于堇青石的含量。其生产方法需经过原料加 工、配料、球磨、抽浆、过筛、吸铁、压滤、陈腐、练泥、坯 体成型、坯体干燥、烧成。本瓷具有机械强度高、白度 高、透光性好，釉面光泽度高。

Description

本发明属于陶瓷技术领域，涉及一种镁橄榄石-堇青石瓷及其制造方法。

提高瓷器的白度、透光度是使日用瓷向着高档瓷发展的一个重要方向。骨灰瓷是国际上公认的高档瓷器种类，用它制作的陶瓷器皿轻而薄、透光性好、优雅洁白。但这种瓷原料来源困难，生产工艺复杂，生产成本高，难以作为日用瓷大批量生产，推广、使用。目前，人们认为滑石瓷也是一种白度高、透光度高的瓷器，但滑石瓷的烧成不太容易掌握，因而滑石瓷的烧成范围比较狭，一般烧结范围只有10～20℃，也就是说温度低了烧不熟，温度高了又容易软化变形（详见《电子陶瓷工艺基础》一书第135页）。因此，滑石瓷也很难作为日用瓷普遍推广使用。

本发明的目的是要提供一种白度高、透光度高、烧成范围比较宽、生产成本低、易于作为日用瓷使用的镁橄榄石-堇青石瓷，以及该瓷的制造方法。

本发明的目的是用以下方式来实现的。该镁橄榄石-堇青石瓷，其瓷胎晶相占瓷的显微结构的40-75%，余为玻璃相（按重量百分比），晶相中包括镁橄榄石（2MgO·SiO₂）占26-60%、堇青石（2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂）占10-28%、顽辉石（MgO·SiO₂）占0.5-5%（都为占瓷胎显微结构中的重量百分比），镁橄榄石的含量大于堇青石的含量。从MgO-Al₂O₃-SiO₂相图中可知，镁橄榄石与滑石都属于含MgO的材料，因此镁橄榄石瓷与滑石瓷一样也具有白度高、透光度高的特征，在镁橄榄石瓷的生成区域，可以根据生产需要准确选取烧成温度在1280℃-1420℃的镁橄榄石瓷的组成点，烧结范围宽达140℃以上（详见《特种陶瓷工艺学》P177）。又根据镁橄榄石（2MgO·SiO₂）瓷的组成，可以采取以滑石（3MgO·4SiO₂·H₂O）和氧化镁（MgO）按一定比例混合均匀在1300℃左右合成镁橄榄石（2MgO·SiO₂）。

850℃-1000℃

即：

由于镁橄榄石热膨胀系数很大（8～10×10^-6/℃），说明镁橄榄石瓷的热稳定性很差，难以用于日常用瓷。但是从MgO-Al₂O₃-SiO₂相图可以看出，与镁橄榄石生成区相邻接有堇青石（2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂）生成区，而堇青石的热膨胀系数（1-2×10^-6/℃）很小，比镁橄榄石小7-8倍，如果由镁橄榄石和堇青石再次合成为镁橄榄石-堇青石瓷，那就能生成机械强度很高、热稳定性较好的一种新的瓷石，即镁橄榄石-堇青石瓷，从相图中可以看出，只要选取适合的成分组成点，就能得出我们所需要的，具有烧成温度范围宽，热稳定性好，机械强度高、白度高、透光度高的镁橄榄石-堇青石瓷。实际生产中，由于堇青石的来源主要是根据成型的需要加入一定高可塑性的粘土（高岭土），由于粘土Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O含有一定组成的氧化铝（Al₂O₃），脱水滑石与脱水粘土反应就生成堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，这样既可解决成型工艺对塑性要求的问题，又解决了瓷质热稳定性问题。

根据以上技术方案和瓷质结构原理，可以确定瓷胎的基本化学成分范围（重量百分比）为：

SiO₂42-55% Al₂O₃5-10%

MgO 35-50% K20+Na₂O≤0.5%

Li₂O 0.04-0.21% Fe₂O₃≤0.2%

CaO  ≤0.1%

一般镁质的瓷胎玻璃相中不含锂（Li），为了使坯釉膨胀系数一致，提高瓷质的热稳定性，引入少量的氧化锂（Li₂O）可以进一步起到热膨胀缓冲作用。在成分中引入少量的K₂O+Na₂O是为了在原料中引入长石原料作为熔剂，降低烧成温度，使得堇青石烧结范围提高40-60℃，这种效果同样对镁橄榄石-堇青石瓷有效，并有利于适合目前各种窑炉烧成工艺制度。

与瓷胎相配合的釉层料的化学成分，必须在热膨胀性、机械性能、白度、透光性方面相匹配，为此确定本发明瓷釉的基本化学成分范围为（按重量百分比）

SiO₂65-72% Al₂O₃14-16%

K₂O 5.5-8% Na₂O 0.5-2%

CaO  1-4%  MgO  ≤0.5%

Fe₂O₃≤0.1%

本发明生产方法，按下面所述的方式来生产镁橄榄石-堇青石瓷。生产的工艺流程，需经过原料制备加工、配料、球磨、抽浆、过筛、吸铁、压滤、陈腐、练泥、坯体成型、坯体干燥、素烧、施釉、釉烧、成品检验、包装入库等，本发明方法的特点在于：

（1）、坯料原料配方范围（按重量百分比）为：滑石45-65%、氧化镁18-45%、高岭土5-15%、碳酸锂0.1-0.5%、钾长石0-5%;

（2）、釉料原料配方范围（按重量百分比）为：钾长石35-50%、钠长石3-15%、高岭土10-14%、工业氧化铝2-7%、方解石2-6%、石英25-30%;

（3）、原料的制备加工包括将300目氧化镁粉料与300目滑石粉干法混合均匀，在1250-1350℃温度下煅烧，合成镁橄榄石，再将合成的镁橄榄石与生滑石、高岭土、碳酸锂、钾长石按（1）的配方要求混合一起湿法球磨20小时，细度250目筛余率≤0.02%，制成可塑法成型坯料;或将合成的镁橄榄石50-60%、高岭土10-15%、镁橄榄石瓷片10-20%、滑石10-20%、碳酸锂0.1-0.5%（按重量百分比）湿法球磨20小时，过250目筛余率≤0.2%，制备成注浆法成型的坯料;

（4）、釉料制备时，工业氧化铝的细度10μm-30μm;

（5）、烧成温度：1320℃-1400℃，氧化-弱还原气氛，遂道窑还原带CO含量1-2%。

运用本发明制造的镁橄榄石-堇青石瓷，经测试抗折强度≥1600kg/cm²、抗张强度≥700kg/cm²、耐压强度6000kg/cm²、热稳定性180℃-20℃（水）、白度85-90°、釉面光泽度105-110%，从以上技术指标可看出，镁橄榄石-堇青石瓷在机械强度、白度等方面都大优于现有的日用瓷，并且透光性好。

实施例：镁橄榄石-堇青石瓷餐具的生产：

（1）、确定坯料配方（按重量百分比）滑石60.8%、氧化镁30%、高塑性粘土5%、碳酸锂0.2%、钾长石4%;

（2）、釉料原料配方（按重量百分比）：钾长石40%、钠长石10%、高岭土12%、工业氧化铝微粉4%、方解石6%、石英28%，各种原料化学成分见表1：

各原料化学成分表1

（3）、原料的制备加工：将300目氧化镁粉料与300目滑石粉料干法混合均匀，在1350℃温度下煅烧，合成镁橄榄石，将合成的镁橄榄石与生滑石、高岭土、锂辉石、钾长石按坯料配比要求混合一起湿法球磨20小时，细度250目筛余率≤0.02%。

（4）、坯料制泥工艺流程：

可塑成型泥料：选料→配料→球磨→过振动筛→抽浆→吸铁→过振动筛→搅拌→抽浆→压滤→粗练→陈腐→真空练泥。

（5）、釉料制备工艺流程：

干法配料→球磨→吸铁→过筛→釉浆池（备用）。

（6）、成型：对于盘、碟、杯、碗采用滚压成型。

（7）、素烧：成型后的坯体经过干燥处理后，进行素烧，采用氧化焰，温度控制在750℃左右。

（8）、施釉：将配好的釉料施于素烧后的白胎或经釉下装饰后的坯体上。

（9）、釉烧：在70M长的遂道窑中烧成，先氧化焰，后弱还原焰，氧化焰转还原焰时，温度控制在1080℃左右，大火时弱还原焰气氛中含CO量为1.5%，烧成温度1380℃，高火保温时间40分钟。

（10）、成品检验包装。

Claims (4)

1、一种镁橄揽石--堇青石瓷，其瓷胎晶相占瓷的显微结构的40-75%，余为玻璃相(按重量百分比)，晶相中包括镁橄榄石(2NgO·SiO₂)占26-60%、堇青石(2NgO·2Al₂O₃·5SiO₂)占10-28%、顽辉石(MgO·SiO₂)占0.5-5%(都为占瓷胎显微结构中的重量百分比)，镁橄榄石的含量大于堇青石的含量。

2、根据权利要求1所述的镁橄榄石-堇青石瓷，其特征在于瓷胎的基本化学成份范围（重量百分比）为：

SiO₂42-55% Al₂O₃5-10%

MgO 35-50% K₂O+Na₂O≤0.5%

Li₂O 0.04-0.21% Fe₂O₃≤0.2%

CaO  ≤0.1%

3、根据权利要求1或2或3所述的镁橄榄石-堇青石瓷，其特征在于与瓷胎相配合的瓷釉的基本化学成份范围（重量百分比）为：

SiO₂65-72% Al₂O₃14-16%

K₂O 5.5-8% Na₂O 0.5-2%

CaO  1-4%  MgO  ≤0.5%

Fe₂O₃≤0.1%

4、一种镁橄榄石-堇青石瓷的制造方法，需经过原料制备加工、配料、球磨、抽浆、过筛、吸铁、压滤、陈腐、练泥、坯体成型、坯体干燥、烧成，本发明的特征在于：

（1）、坯料原料配方范围（按重量百分比）为：滑石45-65%、氧化镁18-45%、高岭土5-15%、碳酸锂0.1-0.5%、钾长石0-5%;

（2）、釉料原料配方范围（按重量百分比）为：钾长石35-50%、钠长石3-15%、高岭土10-14%、工业氧化铝2-7%、方解石3-8%，石英25-30%;

（3）、原料的制备加工包括将300目氧化镁粉料与300目滑石粉干法混合均匀，在1250-1350℃温度下煅烧，合成镁橄榄石，将合成的镁橄榄石与生滑石、高岭土、碳酸锂、钾长石按（1）的配方要求混合一起湿法球磨20小时，细度250目筛余率≤0.02%，制成可塑法成型坯料;或将合成的镁橄榄石50-60%、高岭土10-15%、镁橄榄石瓷片10-20%、滑石10-20%、碳酸锂0.1-0.5%（按重量百分比）湿法球磨20小时，过250目筛余率≤0.2%，制备成注浆法成型的坯料;

（4）、釉料制备时，工业氧化铝的细度10μm-30μm;

（5）、烧成温度：1320℃-1400℃，氧化-弱还原气氛，遂道窑还原带CO含量1-2%。