CN1793013A - 一种多晶强化瓷的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及陶瓷制造技术领域，提出一种多晶强化瓷的制造工艺，采用普通高岭土为主要原料，坯料的主要组分是：SiO₂ 52－60％、Al₂O₃ 15－22％、MgO15－21％、ZnO 0.5－2％、ZrO₂ 3－5％、BaO 0.5－3％、其它1－3％，在坯料中引入3－5％的Al₂O₃晶须和1－2％的ZrO晶须，在釉料中引入5－10％的纳米SiO₂和1－2％的ZnO，经原料改性→配料球磨→过筛除铁→滤泥→练泥→陈腐→成型→干燥－施釉→干燥→烧成→检验→包装等工序，将普通高岭土原料加酸改性使SiO₂占43－52％，Al₂O₃占32－38％，烧成气氛为弱还原气氛，烧成温度为1250－1350℃，一次烧成。本发明生产能耗低可以制得强度大，高透性，釉面硬度高，光洁发亮的高档瓷器。

Description

一种多晶强化瓷的制造工艺

技术领域

本发明属于陶瓷技术领域，涉及一种多晶强化瓷的制造工艺。

背景技术

众所周知，陶瓷是一种脆性材料，机械强度低、热稳定性差、易碎裂。长期以来，人们一直在采用各种方法和途径来改善陶瓷的脆性，通过提高强度来改善韧性。例如，采用工业产品微粉四方相氧化锆加入适量氧化钇稳定剂，制造高韧性高强度氧化锆陶瓷，此种方法虽然产品质量好，但烧成温度高，制造成本非常高，只能用于有特殊需要的场合，很难在日用陶瓷生产上推广应用。中国发明专利申请号98110110.0(公开号CN1198422A)公开了“高白度高强度低脆性陶瓷制品的制造方法”，在日用陶瓷化学成份的基础上，通过提高氧化镁的含量，降低氧化铝的含量，使陶瓷制品的机械强度和热稳定性得到提高，机械强度可达150-160MPa，比国家标准的60-80MPa提高了一倍，一定程度上解决了陶瓷材料脆性问题，但其不足处是烧成温度较高。

在此技术领域的进步是无止境的，在制造工艺上探索制造出烧成温度更低、性能更好的产品是科技人员的追求。

发明内容

本发明的目的是提供一种多晶强化瓷的制造工艺，其具有烧成温度低、能制造出高强度、高透性、釉面硬度大的高档瓷器。

本发明采用以下技术方案：

一种多晶强化瓷的制造工艺，其特征在于坯料的主要组分重量百分比是：

    SiO₂         52-60％、

    Al₂O₃      15-22％、

    MgO          15-21％、

    ZnO          0.5-2％、

    ZrO₂         3-5％、

    BaO          0.5-3％、

    其它          1-3％，

其中Al₂O₃中包含有占坯料总量3-5％的Al₂O₃晶须。

坯料的其它组分包含有：CaO 0.2-1.0％、K₂O 0.6-1.3％、Na₂O 0.2-0.7％。

配合上述坯料使用的釉料的主要组分重量百分比是：

     烧失量       7-12％、

    SiO₂        63-68％、

    Al₂O₃     9-12％、

    MgO         2-4％、

    CaO         3-5％、

    ZnO         1-2％、

    ZrO₂        1-2％、

    其它          2-6％。

釉料的其它组分包含BaO 0.5-1％、K₂O 1-3.5％、Na₂O 0.5-1.5％。

进一步的方案是在坯料中加入1-2％的ZrO₂晶须代替ZrO₂。

更进一步的方案是在所述釉料中加入5-10％的纳米SiO₂和代替SiO₂；加入1-2％的纳米ZnO和代替ZnO。

采用上述配方的多晶强化瓷的制造工艺，以普通高岭土为主要原料，包括原料改性→配料球磨→过筛除铁→滤泥→练泥→陈腐→成型→干燥→施釉→干燥→烧成→检验→包装等工序，其特征在于：

(1)在原料改性工序中将普通高岭土置于反应罐内，加入高浓度的无机酸进行改性，使普通高岭土中SiO₂的重量比为43-52％，Al₂O₃的重量比为32-38％范围，并具有高的塑性；

(2)在烧成工序中：烧成气氛为弱还原气氛，烧成温度：1250-1350℃。

与现有技术对比，本发明有如下实质性特点和显著进步：

本发明采用日用陶瓷生产所用原料，在坯料中引Al₂O₃和ZrO晶须，在釉料中引入纳米SiO₂和ZnO，一次烧成，可以制得强度大，高透明性，釉面硬度高，耐磨性好，光洁发亮的高档瓷器；烧成温度低，节约能源。

具体实施方式

下面通过可行实施例对本发明作进一步的说明：

实施例一

采用常规的陶瓷制造工艺，以普通高岭土为主要原料，配以其它辅助原料进行配方比例调整，包括原料改性→配料球磨→过筛除铁→滤泥→练泥→陈腐→成型→干燥→施釉→干燥→烧成→检验→包装等工序，其中有如下提高成品性能的措施：

1)在原料改性工序中将普通高岭土放在反应罐内，加入浓酸改性，使普通高岭土的成分为SiO₂ 49-52％，Al₂O₃ 34-36％，且具有高的塑性。

2)按上述坯料的配方比例调整配料，使符合要求。在坯料中加入4％的Al₂O₃晶须和1.5％的ZrO₂晶须。

3)配料后进行球磨、除铁、过筛、滤泥、练泥、陈腐；球磨22小时，测量细度在万孔筛余在0.02％，合格后放泥浆，通过磁选机除去泥浆中铁质后进行抽浆滤泥，水份控制在25％后进行第一次真空练泥，入库存放陈腐时间为15-20天，再加工练泥2-3次。

4)产品成型：胚品成型后在60℃烘干约一小时后拆模，用定型板把胚品定型后再进烘干房大约5小时，等胚品干燥后(干燥度85-90％)，进行筛选修胚，合格后送施釉工序。

5)胚品施釉：施釉前，将胚品内、外上水，在胚品吸入了少量水份后，再隔4-5小时方可上釉，并进行检查，必要时进行修釉。

6)产品装窑烧成：采用低温慢烧(使成弱还原气氛)，采用小火慢烧，使胚品上水份完全去掉(大约3-4小时)，温度在850℃后再进入中火烧成，一直到温度1250℃，进行后期保温至1270℃停火，完成烧成全过程。本实例中坯料和釉料的化学成份见表一

表一

	烧失量	SiO2	Al2O3	MgO	ZnO	ZrO2	BaO	CaO	K2O	Na2O	总量
												坯料		53.0	21.5	15.5	0.6	4.8	1.5	1.0	1.3	0.7	99.9
釉料	7.6	67.5	10.5	2.2	1.9	1.5	1.0	3.0	3.2	1.3	99.7

在釉料中加入8％的纳米SiO₂和代替SiO₂；加入2％的纳米ZnO和代替ZnO。

本发明获得的多晶强化瓷产品有如下优良性能：

抗折强度：大于210MPa；

热稳定性：200-250℃水热交换一次不会爆裂；

透光性：良好；

白度：大于80°；

釉面硬度：大于690kg/mm²。

实施例二

采用常规的陶瓷制造工艺，以普通高岭土为主要原料，配以其它辅助原料进行配方比例调整，包括原料改性→配料球磨→过筛除铁→滤泥→练泥→陈腐→成型→干燥→施釉→干燥→烧成→检验→包装等工序，其中有如下提高成品性能的措施：

1)原料改性工序中将普通高岭土放在反应罐内，加入浓酸改性，使普通高岭土的成分为SiO₂ 46-49％，Al₂O₃ 32-34％，且具有高的塑性。

2)按上述坯料的配方比例调整配料，使符合要求。在坯料中加入3％的Al₂O₃晶须和2％的ZrO₂晶须。

3)配料后进行球磨、除铁、过筛、滤泥、练泥、陈腐；球磨22小时，测量细度在万孔筛余在0.02％，合格后放泥浆，通过磁选机除去泥浆中铁质后进行抽浆滤泥，水份控制在25％后进行第一次真空练泥，入库存放陈腐时间为15-20天，再加工练泥2-3次。

4)产品成型：胚品成型后在60℃烘干约一小时后拆模，用定型板把胚品定型后再进烘干房大约5小时，等胚品干燥后(干燥度85-90％)，进行筛选修胚，合格后送施釉工序。

5)胚品施釉：施釉前，将胚品内、外上水，在胚品吸入了少量水份后，再隔4-5小时方可上釉，并进行检查，必要时进行修釉。

6)产品装窑烧成：采用低温慢烧(使成弱还原气氛)，采用小火慢烧，使胚品上水份完全去掉(大约3-4小时)，温度在850℃后再进入中火烧成，一直到温度1250℃，进行后期保温至1270℃停火，完成烧成全过程。本实例中坯料和釉料的化学成份见表二

表二

	烧失量	SiO2	Al2O3	MgO	ZnO	ZrO2	BaO	CaO	K2O	Na2O	总量
												坯料		58.0	15.0	17.9	1.0	3.2	2.8	0.7	0.9	0.5	100.0
釉料	11.6	63.5	11.8	3.0	1.2	2.0	0.6	4.2	1.0	0.6	99.5

在釉料中加入10％的纳米SiO₂和代替SiO₂；加入1.0％的纳米ZnO和代替ZnO。

本发明获得的多晶强化瓷产品有如下优良性能：

抗折强度：大于200MPa；

热稳定性：200-250℃水热交换一次不会爆裂；

透光性：良好；

白度：大于80°；

釉面硬度：大于680kg/mm²。

实施例三

采用常规的陶瓷制造工艺，以普通高岭土为主要原料，配以其它辅助原料进行配方比例调整，包括原料改性→配料球磨→过筛除铁→滤泥→练泥→陈腐→成型→干燥→施釉→干燥→烧成→检验→包装等工序，其中有如下提高成品性能的措施：

1)原料改性工序中将普通高岭土放在反应罐内，加入浓酸改性，使普通高岭土的成分为SiO₂ 43-46％，Al₂O₃ 36-38％，且具有高的塑性。

2)按上述坯料的配方比例调整配料，使符合要求。在坯料中加入5％的Al₂O₃晶须和1.0％的ZrO₂晶须。

3)配料后进行球磨、除铁、过筛、滤泥、练泥、陈腐；球磨22小时，测量细度在万孔筛余在0.02％，合格后放泥浆，通过磁选机除去泥浆中铁质后进行抽浆滤泥，水份控制在25％后进行第一次真空练泥，入库存放陈腐时间为15-20天，再加工练泥2-3次。

4)产品成型：胚品成型后在60℃烘干约一小时后拆模，用定型板把胚品定型后再进烘干房大约5小时，等胚品干燥后(干燥度85-90％)，进行筛选修胚，合格后送施釉工序。

5)胚品施釉：施釉前，将胚品内、外上水，在胚品吸入了少量水份后，再隔4-5小时方可上釉，并进行检查，必要时进行修釉。

6)产品装窑烧成：采用低温慢烧(使成弱还原气氛)，采用小火慢烧，使胚品上水份完全去掉(大约3-4小时)，温度在850℃后再进入中火烧成，一直到温度1250℃，进行后期保温至1270℃停火，完成烧成全过程。本实例中坯料和釉料的化学成份见表二

表三

	烧失量	SiO2	Al2O3	MgO	ZnO	ZrO2	BaO	CaO	K2O	Na2O	总量
												坯料		55.1	17.0	20.3	1.8	4.0	0.6	0.3	0.7	0.2	100.0
釉料	9.5	65.0	9.5	3.9	1.5	1.1	0.8	4.8	2.2	1.0	99.3

在釉料中加入6％的纳米SiO₂和代替SiO₂；加入1.5％的纳米ZnO和代替ZnO。

本发明获得的多晶强化瓷产品有如下优良性能：

抗折强度：大于210MPa；

热稳定性：200-250℃水热交换一次不会爆裂；

透光性：良好；

白度：大于80°；

釉面硬度：大于670kg/mm²。

Claims (8)

1.一种多晶强化瓷的制造工艺，其特征在于坯料的主要组分重量百分比是：

SiO₂          52-60％、

Al₂O₃       15-22％、

MgO            15-21％、

ZnO            0.5-2％、

ZrO₂          3-5％、

BaO            0.5-3％、

其它           1-3％，

其中Al₂O₃中包含有占坯料总量3-5％的Al₂O₃晶须。

2.如权利要求1所述的多晶强化瓷的制造工艺，其特征在于：在坯料中加入1-2％的ZrO₂晶须代替ZrO₂。

3.如权利要求1或2所述的多晶强化瓷的制造工艺，其特征在于：坯料的其它组分包含有：CaO 0.2-1.0％、K₂O 0.6-1.3％、Na₂O 0.2-0.7％。

4.如权利要求1所述的多晶强化瓷的制造工艺，其特征在于配合所述坯料使用的釉料的主要组分重量百分比是：

烧失量         7-12％、

SiO₂          63-68％、

Al₂O₃       9-12％、

MgO            2-4％、

CaO            3-5％、

ZnO            1-2％、

ZrO₂          1-2％、

其它           2-6％。

5.如权利要求4所述的多晶强化瓷的制造工艺，其特征在于：在釉料中加入5-10％的纳米SiO₂和代替SiO₂。

6.如权利要求4所述的多晶强化瓷的制造工艺，其特征在于：在釉料中加入1-2％的纳米ZnO和代替ZnO。

7.如权利要求4或5或6所述的多晶强化瓷的制造工艺，其特征在于：釉料的其它组分包含有：BaO 0.5-1％、K₂O 1-3.5％、Na₂O 0.5-1.5％。

8.如权利要求1或2或4或5或6所述的一种多晶强化瓷的制造工艺，以普通高岭土为主要原料，包括原料改性→配料球磨→过筛除铁→滤泥→练泥→陈腐→成型→干燥→施釉→干燥→烧成→检验→包装等工序，其特征在于：

(1)在原料改性工序中将普通高岭土置于反应罐内，加入高浓度的无机酸进行改性，使普通高岭土中SiO₂的重量比为43-52％，Al₂O₃的重量比为32-38％范围，并具有高的塑性；

(2)在烧成工序中，烧成气氛为弱还原气氛，烧成温度为1250-1350℃。