CN113754404B

CN113754404B - 一种高透光日用细瓷及其制备方法

Info

Publication number: CN113754404B
Application number: CN202110879991.5A
Authority: CN
Inventors: 董伟霞; 包启富; 董文洁; 顾幸勇
Original assignee: Jingdezhen Ceramic Institute
Current assignee: Chaozhou Yangguang science and Technology Development Co.,Ltd.
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2021-08-02
Publication date: 2022-10-28
Anticipated expiration: 2041-08-02
Also published as: CN113754404A

Abstract

本发明公开一种高透光日用细瓷及其制备方法，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石25～32wt%、高岭土35～40wt%、滑石0～5wt%、方解石0～5wt%、石英4～10wt%、高透光稳定剂15～20wt%，低膨胀熔块5～10wt%。本发明配方体系成型性能好、降低了坯体的烧成温度，在氧化气氛条件下烧成液相粘度大，有效解决了瓷体薄易使其力学性能差和成型工艺难、日用瓷易变形等缺陷问题，在具有良好使用性能的同时实现了高透光的目的。同时本发明对于高档性能陶瓷产业的技术进步和应用发展具有促进作用，因此具有广阔的市场空间。

Description

一种高透光日用细瓷及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种高透光日用细瓷及其制备方法。

背景技术

气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体。日用陶瓷产区周边的陶瓷原料已基本消耗殆尽，为维持正常生产需要，原料采购的运输半径逐步扩大，且能源价格不断上涨，这些原因都迫使陶瓷企业寻求最佳的节能降耗措施。在陶瓷行业，能耗主要集中在干燥与烧成两大生产环节，约为总能耗的61％，尤其是烧成约占了40%以上。陶瓷行业通过科技创新降低能耗、减排，提高能源的利用率已成为传统产业发展的基本方针。因此，如何能科学创新有效的降低烧成温度、缩短烧成时间，高效利用余热，减少CO₂的排放，推动建筑陶瓷生产的可持续发展，已成为全行业关注的热点之一。

目前在制备高透光日用细瓷中为了保证其性能，一般都需要高温烧制（1300℃以上），这大大浪费了能源和资源；同时，坯体在高温变形较大,在保证瓷坯有较好的白度与半透光性的情况下，为减小高温变形，一般高透光日用细瓷会引入氧化铝以此来增加坯体抗变形能力。从而使瓷胎烧成温度都较高。为了降低烧成温度，有的研究学者也采用低温烧成的方法制备高级日用细瓷,然而其尽管烧成温度降低了，但为了增强坯体强度以此提高日用细瓷合格率，一般需要采用二次烧成来烧制高级日用细瓷，其工艺复杂，成本较高，也大大制约了其应用发展。专利“一种高透光度日用细瓷及其生产工艺”报道了一种高透光度日用细瓷，但其配方组成中添加了膨润土尽管提高了泥料的可塑性，使其胎体变薄从而提高透光度，然而膨润土的添加对工艺成型如脱模等工序不利。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高透光日用细瓷及其制备方法，通过配方设计，使得体系在氧化气氛条件下具有较低的烧成温度，引入高透光稳定剂使其在烧成过程中由于SiO₂和Al₂O₃含量大，导致液相粘度大，有效解决日用细瓷坯体变形、透光度高而力学强度变差等缺陷问题，在具有良好稳定性的同时实现高透光的目的。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种高透光日用细瓷，其特征在于：所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石25～32wt%、高岭土35～40wt%、滑石0～5wt%、方解石0～5wt%、石英4～10wt%、高透光稳定剂15～20wt%，低膨胀熔块5～10wt%。

所述低膨胀熔块的化学百分比组成为：K₂O 0.24%、Na₂O 0.05%、MgO 1.22%、CaO0.07%、B₂O₃4.63%、ZnO 2.55%、BaO 1.58%、Al₂O₃15.18%、SiO₂ 69.88%、Li₂O 4.60%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述高白泥粉的化学百分比组成为：K₂O 2.00 %、Na₂O 0.07%、MgO 0.96%、CaO1.09%、Fe₂O₃0.03%、Al₂O₃22.28%、SiO₂ 73.57%。

所述日用细瓷的制备方法，其特征在于：首先将所述坯体原料中的钾长石、高岭土、低膨胀熔块、方解石和滑石加入球磨机内进行一次混合球磨，然后再加入其余原料进行二次混合球磨，经陈腐、成型、施釉、烧制获得日用细瓷制品。

所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过250目，筛余0.04～0.06%；

所述第二次混合球磨的时间为35～45min。

所述施釉所用的釉料为透明釉，其原料的重量百分比组成为：钠长石40wt%、方解石15wt%、石英30wt%、龙岩土8wt%、滑石4wt%、氧化锌2wt%、碳酸钡1wt%。

所述陈腐的时间为3～7天；

所述成型为注浆成型或可塑法成型或干压成型。

所述烧制的气氛为氧化气氛，烧制的温度为1260～1280℃、保温时间为60～120min。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.05～0.1%，干燥收缩为 7.6～7.8%，烧成收缩为9.7～10.2%，透过率为34～38%，抗折强度为50～60MPa。

本发明具有以下有益效果：

(1) 本发明通过优化配方设计，降低烧成温度，引入的高透光稳定剂不仅可以保证日用细瓷的热稳定性，而且烧成温度范围宽，受窑炉温度波动影响小；同时瓷体气孔少，而且其高含量的氧化铝和氧化硅使坯体在高温烧成过程中产生液相粘度大避免变形，从而显著提高了瓷器的透光性和成瓷性。因此，本发明配方体系在氧化气氛条件下降低了坯体的烧成温度，有效解决了日用细瓷易变形等缺陷问题，不仅保证了产品质量，而且使得瓷体透光性好，极大地提高了瓷器的档次，并且降低了瓷器成本，同时也节约了能源。

(2) 本发明高透光日用细瓷热稳定性好，所得瓷胎结构致密、透光性高，基于通用的日用陶瓷釉料以及日用陶瓷的生产过程即可，有助于实现产业升级，对于传统陶瓷产业的技术进步和应用发展具有促进作用。

（3）本发明采用独特的配方设计和生产工艺制备了高透光日用细瓷，不仅泥料可塑性好而且适合各种成型方法，在胎体较厚的情况下也可呈现出高的透光度，赋予了其高的力学性能，而且只需氧化反应即可烧制，其成型性能、透光度、力学性能都优越于目前滑石质瓷、骨质瓷、绢云母质瓷和高长石质瓷的性能特点。

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，对本发明进行详细说明：

实施例1

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石25wt%、高岭土35wt%、滑石5wt%、方解石5wt%、石英10wt%、高透光稳定剂15wt%，低膨胀熔块5wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过250目，筛余0.04%。

所述第二次混合球磨的时间为35min。

所述陈腐的时间为3天。

所述成型为注浆成型。

所述烧制的气氛为氧化气氛，烧制的温度为1260℃、保温时间为60min。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.1%，干燥收缩为 7.8%，烧成收缩为10.1%，透过率为34.2，抗折强度为58MPa。

实施例2

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石30wt%、高岭土40wt%、滑石0wt%、方解石0wt%、石英5wt%、高透光稳定剂15wt%，低膨胀熔块10wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过250目，筛余0.05%。

所述第二次混合球磨的时间为40min。

所述陈腐的时间为4天。

所述成型为可塑法成型。

所述烧制的气氛为氧化气氛，烧制的温度为1265℃、保温时间为80min。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.08%，干燥收缩为 7.7%，烧成收缩为9.9%，透过率为34.6，抗折强度为60MPa。

实施例3

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石26wt%、高岭土36wt%、滑石3wt%、方解石1wt%、石英8wt%、高透光稳定剂18wt%，低膨胀熔块8wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第二次混合球磨的时间为45min。

所述陈腐的时间为5天。

所述成型为干压成型。

所述烧制的气氛为氧化气氛，烧制的温度为1270℃、保温时间为60min。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.09%，干燥收缩为 7.8%，烧成收缩为10.2%，透过率为35.5，抗折强度为56MPa。

实施例4

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石32wt%、高岭土37wt%、滑石1wt%、方解石1wt%、石英5wt%、高透光稳定剂15wt%，低膨胀熔块9wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过250目，筛余0.06%。

所述第二次混合球磨的时间为40min。

所述陈腐的时间为6天。

所述成型为注浆成型。

所述烧制的气氛为氧化气氛，烧制的温度为1280℃、保温时间为100min。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.05%，干燥收缩为 7.7%，烧成收缩为9.8%，透过率为36.1，抗折强度为55MPa。

实施例5

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石29wt%、高岭土35wt%、滑石0wt%、方解石4wt%、石英10wt%、高透光稳定剂15wt%，低膨胀熔块7wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第二次混合球磨的时间为38min。

所述陈腐的时间为7天。

所述成型为可塑法成型。

所述烧制的气氛为氧化气氛，烧制的温度为1270℃、保温时间为120min。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.06%，干燥收缩为 7.7%，烧成收缩为9.8%，透过率为36.8，抗折强度为50MPa。

实施例6

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石30wt%、高岭土38wt%、滑石1wt%、方解石0wt%、石英5wt%、高透光稳定剂20wt%，低膨胀熔块6wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第二次混合球磨的时间为42min。

所述陈腐的时间为6天。

所述成型为干压成型。

所述烧制的气氛为氧化气氛，烧制的温度为1280℃、保温时间为60min。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.07%，干燥收缩为 7.7%，烧成收缩为9.7%，透过率为37.3，抗折强度为52MPa。

实施例7

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石30wt%、高岭土36wt%、滑石1wt%、方解石1wt%、石英9wt%、高透光稳定剂18wt%，低膨胀熔块5wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第二次混合球磨的时间为45min。

所述陈腐的时间为5天。

所述成型为注浆成型。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.1%，干燥收缩为 7.6%，烧成收缩为9.7，透过率为37.2，抗折强度为54MPa。

实施例8

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石27wt%、高岭土36wt%、滑石4wt%、方解石0wt%、石英6wt%、高透光稳定剂19wt%，低膨胀熔块8wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第二次混合球磨的时间为36min。

所述陈腐的时间为4天。

所述成型为可塑法成型。

所述烧制的气氛为氧化气氛，烧制的温度为1265℃、保温时间为90min。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.06%，干燥收缩为 7.7%，烧成收缩为10.1%，透过率为34.0，抗折强度为53MPa。

实施例9

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石25wt%、高岭土38wt%、滑石2wt%、方解石2wt%、石英7wt%、高透光稳定剂17wt%，低膨胀熔块9wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第二次混合球磨的时间为36min。

所述陈腐的时间为3天。

所述成型为干压成型。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.05%，干燥收缩为 7.6%，烧成收缩为9.8%，透过率为38.0，抗折强度为52MPa。

实施例10

一种高透光日用细瓷，所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石26wt%、高岭土40wt%、滑石1wt%、方解石3wt%、石英4wt%、高透光稳定剂16wt%，低膨胀熔块10wt%。

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm。

所述第二次混合球磨的时间为35min。

所述陈腐的时间为7天。

所述成型为注浆成型。

所述日用细瓷制品的吸水率为0.05%，干燥收缩为 7.6%，烧成收缩为9.8%，透过率为37.6，抗折强度为50MPa。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均就包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高透光日用细瓷，其特征在于：所述日用细瓷坯体原料的重量百分比组成为：钾长石25～32wt%、高岭土35～40wt%、滑石0～5wt%、方解石0～5wt%、石英4～10wt%、高透光稳定剂15～20wt%，低膨胀熔块5～10wt%；

所述高透光稳定剂为高白泥粉，其颗粒细度≤0.6μm；

所述高白泥粉的化学百分比组成为：K₂O 2.00 %、Na₂O 0.07%、MgO 0.96%、CaO 1.09%、Fe₂O₃0.03%、Al₂O₃22.28%、SiO₂ 73.57%；

所述日用细瓷的制备方法如下：

首先将所述坯体原料中的钾长石、高岭土、低膨胀熔块、方解石和滑石加入球磨机内进行一次混合球磨，然后再加入其余原料进行二次混合球磨，经陈腐、成型、施釉、烧制获得日用细瓷制品；

所述烧制的气氛为氧化气氛，烧制的温度为1260～1280℃、保温时间为60～120min；

2.根据权利要求1所述的日用细瓷，其特征在于：所述低膨胀熔块的化学百分比组成为：K₂O 0.24%、Na₂O 0.05%、MgO 1.22%、CaO 0.07%、B₂O₃4.63%、ZnO 2.55%、BaO 1.58%、Al₂O₃15.18%、SiO₂ 69.88%、Li₂O 4.60%。

3.根据权利要求1所述的日用细瓷，其特征在于：所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过250目，筛余0.04～0.06%；所述第二次混合球磨的时间为35～45min。

4.根据权利要求1所述的日用细瓷，其特征在于：所述施釉所用的釉料为透明釉，其原料的重量百分比组成为：钠长石40wt%、方解石15wt%、石英30wt%、龙岩土8wt%、滑石4wt%、氧化锌2wt%、碳酸钡1wt%。

5.根据权利要求1所述的日用细瓷，其特征在于：所述陈腐的时间为3～7天；

所述成型为注浆成型或可塑法成型或干压成型。