CN112645701A - 一种陶瓷加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷加工工艺,包括以下步骤：步骤一，膨润土的改性：将膨润土加入到表面剂中进行低速搅拌，搅拌转速为50‑100r/min，搅拌时间为10‑20min，然水洗、干燥，然后研磨至50‑100目。本发明陶瓷加工中以锂辉石为基料，通过膨润土在表面剂中处理，然后在通过爆破处理，从而将表面剂中的硅灰石穿插到膨润土中，同时通过贝壳粉能够提高硅灰石对膨润土的作用效果，进而在热压煅烧中，通过膨润土与硅灰石的对锂辉石共同改进。

Description

一种陶瓷加工工艺
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，具体涉及一种陶瓷加工工艺。
背景技术
陶瓷是陶器和瓷器的总称。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。除了使用于食器、装饰上外，陶瓷在科学、技术的发展中亦扮演着重要角色。陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶器能装水；烧至1230度则瓷化，可几乎完全不吸水且耐高温耐腐蚀。其用法之弹性，在今日文化科技中有各种创意的应用。发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。由于节能环保的要求越越严格，对于很多企业都是一个挑战，特别是对于高能耗的陶瓷、瓷砖的厂家来说更加严峻。
热膨胀性是陶瓷材料的一项主要性能，与热膨胀相关的性能主要包括材料的抗热震性、力学性能等。当材料承受较大的温度变化时，热膨胀系数的大小直接影响了材料的使用性能及其安全性；现有的陶瓷加工工艺较为简单，多采用烧结助剂烧结，形成的陶瓷膨胀系数高，降低了陶瓷使用效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种陶瓷加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种陶瓷加工工艺，包括以下步骤：
步骤一，膨润土的改性：将膨润土加入到表面剂中进行低速搅拌，搅拌转速为50-100r/min，搅拌时间为10-20min，然水洗、干燥，然后研磨至50-100目，送入到蒸汽爆破机内进行爆破处理，爆破压力为1-3MPa，爆破时间为10-20min，随后在将反应温度升至150℃，保温10min，随后再冷却至室温，即可；
步骤二，原料的选取：锂辉石35-55份、改性膨润土5-10份、烧结助剂2-6份、硅质黏土1-3份；
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以1200-1500r/min的转速高速搅拌15-25min，然后再以300-400r/min的低转速搅拌35-45min；
步骤四，热压煅烧处理：将原料送入到模具中进行热压处理，然后再以1-3℃/min的速率将反应温度升至510-520℃，先煅烧10-20min，然后再降温至300℃，继续保温20-30min，保温结束，最后自然冷却至室温，即可。
优选地，所述表面剂的制备方法为：
S1：将质量浓度为0.1-0.5％的十二烷基硫酸钠加入到质量分数为5-10％的盐酸中进行搅拌10-20min，搅拌转速为100r/min，然后加入改性硅灰石粉，继续搅拌15-25min；
S2：将贝壳石粉研磨至100-200目，然后送入到硫酸镍与硝酸镧重量比3:1的混合液中进行超声分散，分散功率为100-200W，分散20-30min；
S3：将S2中的贝壳石粉加入到S1中，然后继续搅拌10-20min，搅拌转速为150-250r/min，搅拌结束，得到表面剂。
优选地，所述改性硅灰石粉的改性方法为：将硅灰石粉送入到等离子体箱内辐照处理，辐照功率为100-200W，辐照时间为10-20min，辐照结束，然后热活化处理，得到改性硅灰石粉。
优选地，所述热活化处理的具体步骤为：将硅灰石粉送入到85-105℃的温度下反应10-20min，反应结束，然后再在150-170℃下继续搅拌25-35min，反应结束，再以1-3℃/min的速率将反应温度降至室温。
优选地，所述烧结助剂为氧化锌、氧化镁、氧化铜中的一种或多种。
优选地，所述硅质黏土中硅的含量为20-30％。
优选地，所述硅质黏土中硅的含量为25％。
优选地，所述热压处理的压力为6-12MPa，热压温度为85-95℃。
优选地，所述热压处理的压力为9MPa，热压温度为90℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明陶瓷加工中以锂辉石为基料，通过膨润土在表面剂中处理，然后在通过爆破处理，从而将表面剂中的硅灰石穿插到膨润土中，同时通过贝壳粉能够提高硅灰石对膨润土的作用效果，进而在热压煅烧中，通过膨润土与硅灰石的对锂辉石共同改进，从而提高锂辉石基料的密实度，同时加入的硅质黏土具有高的活性，能够提高煅烧效率，将原料完成反应，进而进一步的改善热膨胀系数，通过对工艺的进一步改性，相比现有技术，热膨胀系数具有显著改善。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种陶瓷加工工艺，包括以下步骤：
步骤一，膨润土的改性：将膨润土加入到表面剂中进行低速搅拌，搅拌转速为50r/min，搅拌时间为10min，然水洗、干燥，然后研磨至50目，送入到蒸汽爆破机内进行爆破处理，爆破压力为1MPa，爆破时间为10min，随后在将反应温度升至150℃，保温10min，随后再冷却至室温，即可；
步骤二，原料的选取：锂辉石35份、改性膨润土5份、烧结助剂2份、硅质黏土1份；
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以1200r/min的转速高速搅拌15min，然后再以300-400r/min的低转速搅拌35min；
步骤四，热压煅烧处理：将原料送入到模具中进行热压处理，然后再以1℃/min的速率将反应温度升至510℃，先煅烧10min，然后再降温至300℃，继续保温20min，保温结束，最后自然冷却至室温，即可。
本实施例的表面剂的制备方法为：
S1：将质量浓度为0.1％的十二烷基硫酸钠加入到质量分数为5％的盐酸中进行搅拌10min，搅拌转速为100r/min，然后加入改性硅灰石粉，继续搅拌15min；
S2：将贝壳石粉研磨至100目，然后送入到硫酸镍与硝酸镧重量比3:1的混合液中进行超声分散，分散功率为100W，分散20min；
S3：将S2中的贝壳石粉加入到S1中，然后继续搅拌10min，搅拌转速为150r/min，搅拌结束，得到表面剂。
本实施例的改性硅灰石粉的改性方法为：将硅灰石粉送入到等离子体箱内辐照处理，辐照功率为100W，辐照时间为10min，辐照结束，然后热活化处理，得到改性硅灰石粉。
本实施例的热活化处理的具体步骤为：将硅灰石粉送入到85℃的温度下反应10min，反应结束，然后再在150℃下继续搅拌25min，反应结束，再以1℃/min的速率将反应温度降至室温。
本实施例的烧结助剂为氧化锌。
本实施例的硅质黏土中硅的含量为20％。
本实施例的热压处理的压力为6MPa，热压温度为85℃。
实施例2：
本实施例的一种陶瓷加工工艺，包括以下步骤：
步骤一，膨润土的改性：将膨润土加入到表面剂中进行低速搅拌，搅拌转速为100r/min，搅拌时间为20min，然水洗、干燥，然后研磨至100目，送入到蒸汽爆破机内进行爆破处理，爆破压力为3MPa，爆破时间为20min，随后在将反应温度升至150℃，保温10min，随后再冷却至室温，即可；
步骤二，原料的选取：锂辉石55份、改性膨润土10份、烧结助剂6份、硅质黏土3份；
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以-1500r/min的转速高速搅拌25min，然后再以400r/min的低转速搅拌45min；
步骤四，热压煅烧处理：将原料送入到模具中进行热压处理，然后再以3℃/min的速率将反应温度升至520℃，先煅烧20min，然后再降温至300℃，继续保温30min，保温结束，最后自然冷却至室温，即可。
本实施例的表面剂的制备方法为：
S1：将质量浓度为0.5％的十二烷基硫酸钠加入到质量分数为10％的盐酸中进行搅拌20min，搅拌转速为100r/min，然后加入改性硅灰石粉，继续搅拌25min；
S2：将贝壳石粉研磨至200目，然后送入到硫酸镍与硝酸镧重量比3:1的混合液中进行超声分散，分散功率为200W，分散30min；
S3：将S2中的贝壳石粉加入到S1中，然后继续搅拌20min，搅拌转速为250r/min，搅拌结束，得到表面剂。
本实施例的改性硅灰石粉的改性方法为：将硅灰石粉送入到等离子体箱内辐照处理，辐照功率为200W，辐照时间为20min，辐照结束，然后热活化处理，得到改性硅灰石粉。
本实施例的热活化处理的具体步骤为：将硅灰石粉送入到105℃的温度下反应20min，反应结束，然后再在150-170℃下继续搅拌35min，反应结束，再以3℃/min的速率将反应温度降至室温。
本实施例的烧结助剂为氧化镁。
本实施例的硅质黏土中硅的含量为30％。
本实施例的热压处理的压力为12MPa，热压温度为95℃。
实施例3：
本实施例的一种陶瓷加工工艺，包括以下步骤：
步骤一，膨润土的改性：将膨润土加入到表面剂中进行低速搅拌，搅拌转速为750r/min，搅拌时间为15min，然水洗、干燥，然后研磨至75目，送入到蒸汽爆破机内进行爆破处理，爆破压力为2MPa，爆破时间为15min，随后在将反应温度升至150℃，保温10min，随后再冷却至室温，即可；
步骤二，原料的选取：锂辉石40份、改性膨润土7.5份、烧结助剂4份、硅质黏土2份；
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以1350r/min的转速高速搅拌20min，然后再以350r/min的低转速搅拌40min；
步骤四，热压煅烧处理：将原料送入到模具中进行热压处理，然后再以2℃/min的速率将反应温度升至515℃，先煅烧15min，然后再降温至300℃，继续保温25min，保温结束，最后自然冷却至室温，即可。
本实施例的表面剂的制备方法为：
S1：将质量浓度为0.3％的十二烷基硫酸钠加入到质量分数为7.5％的盐酸中进行搅拌15min，搅拌转速为100r/min，然后加入改性硅灰石粉，继续搅拌20min；
S2：将贝壳石粉研磨至150目，然后送入到硫酸镍与硝酸镧重量比3:1的混合液中进行超声分散，分散功率为150W，分散25min；
S3：将S2中的贝壳石粉加入到S1中，然后继续搅拌15min，搅拌转速为200r/min，搅拌结束，得到表面剂。
本实施例的改性硅灰石粉的改性方法为：将硅灰石粉送入到等离子体箱内辐照处理，辐照功率为150W，辐照时间为15min，辐照结束，然后热活化处理，得到改性硅灰石粉。
本实施例的热活化处理的具体步骤为：将硅灰石粉送入到90℃的温度下反应15min，反应结束，然后再在160℃下继续搅拌30min，反应结束，再以2℃/min的速率将反应温度降至室温。
本实施例的烧结助剂为氧化铜。
本实施例的硅质黏土中硅的含量为25％。
本实施例的热压处理的压力为9MPa，热压温度为90℃。
对比例1：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未加入改性的膨润土。
组别 热膨胀系数
实施例1 3.1
实施例2 3.2
实施例3 3.0
对比例1 4.2
实施例1-3及对比例1中可得出，本发明具有优异的热膨胀系数，相比现有技术，具有显著改善效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种陶瓷加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，膨润土的改性：将膨润土加入到表面剂中进行低速搅拌，搅拌转速为50-100r/min，搅拌时间为10-20min，然水洗、干燥，然后研磨至50-100目，送入到蒸汽爆破机内进行爆破处理，爆破压力为1-3MPa，爆破时间为10-20min，随后在将反应温度升至150℃，保温10min，随后再冷却至室温，即可；
步骤二，原料的选取：锂辉石35-55份、改性膨润土5-10份、烧结助剂2-6份、硅质黏土1-3份；
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以1200-1500r/min的转速高速搅拌15-25min，然后再以300-400r/min的低转速搅拌35-45min；
步骤四，热压煅烧处理：将原料送入到模具中进行热压处理，然后再以1-3℃/min的速率将反应温度升至510-520℃，先煅烧10-20min，然后再降温至300℃，继续保温20-30min，保温结束，最后自然冷却至室温，即可。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷加工工艺，其特征在于，所述表面剂的制备方法为：
S1：将质量浓度为0.1-0.5％的十二烷基硫酸钠加入到质量分数为5-10％的盐酸中进行搅拌10-20min，搅拌转速为100r/min，然后加入改性硅灰石粉，继续搅拌15-25min；
S2：将贝壳石粉研磨至100-200目，然后送入到硫酸镍与硝酸镧重量比3:1的混合液中进行超声分散，分散功率为100-200W，分散20-30min；
S3：将S2中的贝壳石粉加入到S1中，然后继续搅拌10-20min，搅拌转速为150-250r/min，搅拌结束，得到表面剂。
3.根据权利要求2所述的一种陶瓷加工工艺，其特征在于，所述改性硅灰石粉的改性方法为：将硅灰石粉送入到等离子体箱内辐照处理，辐照功率为100-200W，辐照时间为10-20min，辐照结束，然后热活化处理，得到改性硅灰石粉。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷加工工艺，其特征在于，所述热活化处理的具体步骤为：将硅灰石粉送入到85-105℃的温度下反应10-20min，反应结束，然后再在150-170℃下继续搅拌25-35min，反应结束，再以1-3℃/min的速率将反应温度降至室温。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷加工工艺，其特征在于，所述烧结助剂为氧化锌、氧化镁、氧化铜中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷加工工艺，其特征在于，所述硅质黏土中硅的含量为20-30％。
7.根据权利要求6所述的一种陶瓷加工工艺，其特征在于，所述硅质黏土中硅的含量为25％。
8.根据权利要求1所述的一种陶瓷加工工艺，其特征在于，所述热压处理的压力为6-12MPa，热压温度为85-95℃。
9.根据权利要求8所述的一种陶瓷加工工艺，其特征在于，所述热压处理的压力为9MPa，热压温度为90℃。
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