CN110028307A - 一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷及其制备方法，所述耐热瓷坯体物料组成的质量百分比为：锂辉石30～40 wt %、锂铝硅微晶玻璃3～6 wt %、堇青石5～10 wt %、锆英石1～5 wt %、高岭土30～45 wt %、膨润土3～15 wt%，并经配料、球磨、干燥、施釉、还原焰气氛烧成后获得制品，所述制品的膨胀系数为2.3～2.7×10‑6/℃、白度为70～75。本发明的锂质耐热瓷采用还原焰烧成，突破了只能采用氧化焰烧成的传统工艺，获得制品白度更高，热膨胀性能更优，因此具有广阔的市场前景。

Description

一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料（陶瓷）领域，具体涉及一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷及其制备方法。
背景技术
锂质瓷产品具有很低的热膨胀系数，因此具有优良的耐急冷急热性能。自从1980年代制备成日用陶瓷产品以来，深受人们的喜爱。与传统的砂锅相比，能够耐受高得多的温度剧烈变化，现在已经能够做到650℃的温差。使用寿命也比砂锅长得多，正常使用寿命在1年以上。
然而，目前的锂质耐热瓷都是在氧化气氛下烧成的，烧成温度大多是在1250～1280℃。据文献报道（王虎苗. 锂质耐热陶瓷的研究. 河北陶瓷, 1998, 26(4): 3-7. 蔡小兰. 透锂长石质低膨胀陶瓷材料的研制[硕士论文]. 2007, 19-20.），锂质瓷在还原气氛中烧成，制品易发红、发灰，釉面晶体发育不佳；采用氧化气氛烧成，达到最高温度后要急冷，可以防止晶粒过于长大。
但是，景德镇等陶瓷产地主要采用还原焰烧成瓷器，且烧成温度在1300℃左右，这就限制了锂质耐热瓷在这些地方的生产，无法满足很多陶瓷茶具制造企业的要求。他们希望能够与正常的茶具产品在同一窑里烧成锂质瓷，减少生产中的很多麻烦。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种成本低廉、工艺简单、可规模化生产、抗热震性优良的在还原焰中烧成的锂质耐热瓷及其制备方法。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷，其特征在于，所述耐热瓷坯体物料组成的质量百分比为：锂辉石30～40 wt %、锂铝硅微晶玻璃3～6 wt %、堇青石5～10 wt %，锆英石1～5 wt %、高岭土30～45 wt %、膨润土3～15wt%。
所述耐热瓷坯体化学组成的质量百分比为：SiO2 60.0～65.8%、Al2O3 27.1～29.9%、Fe2O3 0.5～0.7%、TiO2 0.1～0.2%、CaO 0.3～0.4%、MgO 1.8～3.7%、K2O 1.3～1.5%、Na2O 0.1～0.2%、Li2O 1.8～2.3%，ZrO2 0.7～3.3%。
上述锂质耐热瓷的制备方法，其特征在于，所述耐热瓷坯体经配料、球磨、干燥、施釉、烧成后获得制品，所述烧成气氛为还原焰。
所述烧成温度为1290～1310℃，烧成时间为360～420分钟，最高温的保温时间为20～30min。
所述球磨的时间为18～22h。
所述干燥的温度为50～80℃、时间为8～16 h。
上述制品的膨胀系数为2.3～2.7×10-6/℃、白度为70～75。
所述锂辉石、锂铝硅微晶玻璃和堇青石作为低膨胀原料使用。
所述锆英石作为抗还原和增白原料使用。
本发明的有益效果是：
1、采用锂铝硅微晶玻璃作为低膨胀原料之一，进一步提高了耐热瓷的抗热震性。锂铝硅微晶玻璃是一种广泛用于电磁炉面板的材料，具有接近零的热膨胀系数、优良的抗热震性。此外，锂铝硅微晶玻璃含有一定的玻璃相，有利于促进锂质瓷的烧结，提高锂质瓷的烧结强度，也有利于提高耐热瓷的抗热震性；
2、采用堇青石作为低膨胀原料之一，可以适当降低锂质瓷的原料成本。堇青石的主要成分是镁、铝、硅，采用滑石和高岭土就可以合成，价格便宜，且白度高；
3、采用还原气氛中稳定的锆英石，避免了锂质瓷制品在还原气氛中烧成时发红、发灰的现象。另外。锆英石的折射率高，经常用作釉料中的乳浊剂，因此还能提高锂质瓷产品的白度；
4、采用还原焰烧成锂质瓷，突破了传统工艺只能烧氧化焰的局限。此外，在还原焰中烧成的产品，由于铁离子由三价还原成了二价，二价铁离子与二氧化硅形成微带绿色的硅酸亚铁，使得锂质瓷的白度更高，更受客户的喜爱。
附图说明
图1为本发明采用的工艺流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷及其制备方法的具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如下：
实施例1：
一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷的制备方法，具体步骤为：
（1）按照物料组成的质量百分比配料：锂辉石32%、锂铝硅微晶玻璃6%、堇青石9%、锆英石5%、高岭土43%、膨润土5%；
（2）将步骤（1）中的原料置于球磨机中球磨20h；
（3）将步骤（2）中的原料所制坯体置于80℃温度下烘干8h；
（4）将步骤（3）中的原料所得坯体施釉后置于还原气氛梭式窑中烧成，烧成总时间为380分钟，最高烧成温度为1290℃，并保温20分钟，然后随炉自然冷却获得制品。
所述制品的膨胀系数为2.3×10-6/℃、白度为75。
实施例2：
一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷的制备方法，具体步骤为：
（1）按照物料组成的质量百分比配料：锂辉石40%、锂铝硅微晶玻璃4%、堇青石5%，锆英石1%、高岭土40%、膨润土10%；
（2）将步骤（1）中的原料置于球磨机中球磨21h；
（3）将步骤（2）中的原料所制坯体置于70℃温度下烘干12h；
（4）将步骤（3）中的原料所得坯体施釉后置于还原气氛梭式窑中烧成，烧成总时间为400分钟，最高烧成温度为1300℃，并保温25分钟，然后随炉自然冷却获得制品。
所述制品的膨胀系数为2.5×10-6/℃、白度为72。
实施例3：
一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷的制备方法，具体步骤为：
（1）按照物料组成的质量百分比配料：锂辉石37%、锂铝硅微晶玻璃4%、堇青石8%、锆英石3%、高岭土33%、膨润土15%；
（2）将步骤（1）中的原料置于球磨机中球磨22h；
（3）将步骤（2）中的原料所制坯体置于50℃温度下烘干14h；
（4）将步骤（3）中的原料所得坯体施釉后置于还原气氛梭式窑中烧成，烧成总时间为410分钟，最高烧成温度为1310℃，并保温30分钟，然后随炉自然冷却获得制品。
所述制品的膨胀系数为2.6×10-6/℃、白度为70。
上述实施例1-3中所用釉料组成的质量百分比为SiO2 65.02%、Al2O3 18.28%、Fe2O30.35%、TiO2 0.11%、CaO 0.42%、MgO 4.16%、K2O 3.13%、Na2O 0.58%、Li2O 1.83%，ZrO26.11%，P2O5 0.01%。
所述釉浆比重为1.45×103 kg/m3，250目筛余为0.04～0.05%。

Claims (8)

1.一种在还原焰中烧成的锂质耐热瓷，其特征在于，所述耐热瓷坯体物料组成的质量百分比为：锂辉石30～40 wt %、锂铝硅微晶玻璃3～6 wt %、堇青石5～10 wt %，锆英石1～5 wt %、高岭土30～45 wt %、膨润土3～15 wt%。
2.根据权利要求1所述锂质耐热瓷的制备方法，其特征在于，所述耐热瓷坯体经配料、球磨、干燥、施釉、烧成后获得制品，所述烧成气氛为还原焰。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述烧成温度为1290～1310℃，烧成时间为360～420分钟，最高温的保温时间为20～30min。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的时间为18～22h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为50～80℃、时间为8～16 h。
6.根据权利要求2-5任一所述的制备方法，其特征在于，所述制品的膨胀系数为2.3～2.7×10-6/℃、白度为70～75。
7.根据权利要求1所述的锂质耐热瓷，其特征在于，所述锂辉石、锂铝硅微晶玻璃和堇青石作为低膨胀原料使用。
8.根据权利要求1所述的锂质耐热瓷，其特征在于，所述锆英石作为抗还原和增白原料使用。
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