專利名稱：一種高抗熱震陶瓷及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種陶瓷制品及其制造方法，具體是一種鋰質高抗熱震陶瓷制品及其制造方法。
背景技術：
鋰質低膨脹陶瓷制品及其制造方法已是一種公知的技術。目前國內如江西、福建等一些陶瓷產區所生產的耐熱煲制品多采用該技術，但其性能的穩定性能較差，尤其是抗污染性能較差，大部分產品在使用過程中，不可避免地會有食物燒糊后造成污跡難以去除的毛病，使外觀十分難看，而且易繁殖細菌，高抗熱震陶瓷易污染是普遍性的問題，解決這一問題亦是陶瓷行業的一大難題，影響了抗熱震陶瓷制品作為新型廚房炊具對鐵鋁制品的替代。
中國專利文獻88100211公開了“低膨脹陶瓷及其制造方法”，其坯料采用碳酸鋰、高嶺土、石英和氧化鍺，但有如下不足其制品的抗污染性能沒取得突破性的進展。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是現有技術中的不足，既使陶瓷制品擁有較高的抗熱震性能，又使陶瓷制品釉面達到了較高的抗污染性能。
本發明以優質鋰輝石、優質高嶺土，少量石英，外加一些氧化物燒結促進劑作為陶瓷坯體原料，并通過改進釉料配方和生產工藝，使坯釉適應性更好，制品整體抗熱沖擊性能更優良，改善制品在受熱沖擊過程中應力擴散受局限的一些死角(如腳圈)，從而較好地解決了產品整體抗熱震性能的穩定性，并使制品釉面的耐污性能達到250℃～25℃的較高水平。
本發明需要解決的另一技術問題是，上述陶瓷制品的制造方法。
本發明的高抗熱震陶瓷，其特征在于其主晶相為β-鋰輝石固熔體，
1)其坯料中含有如下重量份的組分燒鋰輝石粉35～55，優質高嶺土40～55，石英0～10；其中優質高嶺土可以是0#高嶺土，4#高嶺土，5#高嶺土，6#高嶺土中的一種或幾種的混合物。
坯料組分的優選重量份如下燒鋰輝石粉45～55，優質高嶺土45～55，石英0～3；外加氧化物0.5～1.5，所述的氧化物為TiO2、ZrO2中的一種或兩種的混合物；2)其釉料為低溫釉料，含有如下重量份的組分燒鋰輝石粉50～75，龍泉瓷石粉8～15，燒氧化鋅0～10，石英0～10，燒滑石粉5～10，碳酸鋇5～12。低溫釉料組分的優選重量份如下燒鋰輝石粉65～75，龍泉瓷石粉8～12，燒氧化鋅0～5，石英0～5，燒滑石粉5～8，碳酸鋇10～12。
其釉料或者為高溫釉料，含有如下重量份的組分燒鋰輝石粉50～70，1#蘇州土5～10，燒氧化鋅0～10，石英5～15，燒滑石粉0～8，碳酸鋇7～15。高溫釉料組分的優選重量份如下燒鋰輝石粉55～60，1#蘇州土5～10，燒氧化鋅0～5，石英10～15，燒滑石粉4～8，碳酸鋇7～9，牛骨粉2～4。
本發明高抗熱震陶瓷的制造方法，其特征在于1)將鋰輝石粉1250～1300℃煅燒后，與按重量份的其它組分干料混合細磨，按傳統陶瓷原料處理工藝制得可塑性泥段；2)通過化漿后注漿成型或滾壓成型、塑壓成型后的坯體高溫1270±10℃一次素燒；3)經表面處理后加熱噴低溫釉，采用三角釘裝燒法，在1180±10℃溫度中二次釉燒，得最終產品；此為一條工藝線路。
或者，步驟1)后，通過化漿后滾壓成型或塑壓成型后的坯體上高溫釉水，在1260～1330℃溫度中，采用三角釘裝燒法高溫一次燒成，得最終產品。此為另一條工藝線路。
本發明的三角釘裝燒法，產品支撐在三個小釘上，使得整個產品(含腳圈)只有三個小釘頭處無釉或缺釉，其余各部包括腳圈等全部涂滿了釉，從而使產品的總體坯釉適應性更好，高抗熱震性能更加優良。
本發明具有如下優點1、坯釉結合性更好、適應性更強，大大提高了陶瓷制品的抗污染性能，能在250℃～25℃的熱沖擊狀態下耐任何污染現象。
2、產品實現整體涂釉，使整個產品具有完整的抵抗熱沖擊應力的能力，顯著地提高了產品抗熱震性能的穩定性。
3、本發明所用原料來源方便，價格適當，整個工藝過程易于控制，適應于國內常規中溫類(1200～1300℃)輥道窯生產。產品合格率較高，具一定的抗折強度550～700kg/cm2。
本發明產品具有組分合理，比一般的耐熱陶瓷具有更高的抗熱震性能、較高的抗折強度。該制品的主晶相為β-鋰輝石固熔體，熱膨脹系數較小為-0.2～1.5×10-6℃-1，所以抗熱震性能優越、穩定；其耐冷熱急變的穩定性特別優越，冷熱急變過程中將不會造成釉面的任何破壞，所以制品釉面的耐污性能達到250℃～25℃的較高水平。
具體實施例方式
一、高溫一次素燒——噴低溫釉二次燒，生產低溫釉高抗熱震陶瓷首先采用優質鋰輝石粉(Li2O含量≥7％)，經1250℃高溫煅燒，再與按比例的其它組分(優質高嶺土、少量石英，再外加少量TiO2、ZrO2)干料，稱量后裝入隧石襯球磨機，并采用Al2O3球石，以料球水＝12.50.65～0.7的比例進行混合細磨，至細度≤0.2％時放漿出球，過篩(180目)除鐵，壓榨練泥、陳腐，制得可塑性泥段。然后采用化漿后注漿成型和泥段練泥后滾壓成型的方式制成各種產品坯體，通過磨坯、洗水后使表面光潔，不施釉，在1270±10℃的溫度中一次燒成，燒成周期約6～7個小時，成瓷保溫期約30～40分鐘。出窯檢驗后，經表面處理(如對腳圈部位進行磨光等處理)，然后預熱(100℃)，涂上1180℃左右的低溫釉，并適當噴涂，在1180±5℃的溫度中實現二次釉燒，釉燒裝窯采用三角釘法燒制，燒成周期為5～6小時，成瓷保溫期約20分鐘左右，最終得整體涂釉產品。
實施例一(微波爐用制品，涉及原料按重量份計，下同)
1#坯體配方燒鋰輝石粉35、1#高嶺土20、2#高嶺土27、4#高嶺土8、石英10，外加TiO20.5。
低溫釉水配方燒鋰輝石粉50、龍泉瓷石粉15、燒氧化鋅10、石英10、燒滑石粉10、碳酸鋇5。外加2份SiC基體材料(黑砂，顆粒度過100～140目篩小顆粒)。注此外加系加在粉磨后的釉水里，另，如要求色釉，則色素配料時另添加5～12份，下述釉水配方同。
上述坯體配方以傳統陶瓷原料處理工藝制成泥段，含水率在21～22％之間滾壓成型，制得各種形狀的微波爐轉盤半成品，通過烘干、磨坯、洗水、高溫一次素燒(不上釉)、烘熱(100～200℃)、噴低溫釉水、三角釘裝、低溫二次燒(1185℃)、出窯、成品分檢、包裝入庫。
產品熱穩定性測試可安全通過450～25℃，釉面耐污染測試可通過250～25℃。
實施例二(超耐熱陶瓷膽1)；2#坯體配方燒鋰輝石粉45、0#高嶺土10、4#高嶺土15、5#高嶺土21、6#高嶺土6，石英3，外加ZrO20.8。
低溫釉水配方燒鋰輝石粉60、龍泉瓷石粉11、燒氧化鋅5、石英5、燒滑石粉7、碳酸鋇12。外加2份SiC基體材料(黑砂，顆粒度過100～140目篩小顆粒)。
上述坯體配方也以傳統陶瓷原料處理工藝制成泥段，然后以干料比的形式外加0.5～0.75％的腐植酸鈉和0.2～0.3％的泡化堿(模數適中)化成泥漿，控制含水率在45±1％之內，然后以注漿成型方式制成各種異形制品，通過烘干、磨坯、洗水、高溫一次素燒(不上釉)、出窯磨坯、加熱(100～200℃)施低溫釉、低溫(1185℃)二次燒、出窯、成品分檢、包裝入庫。
產品可通過在底部電熱絲爐加熱內表面溫度達350℃時加入1×1×1cm3的小方冰塊群的急冷沖擊測試，并能通過制品內盛1/2～2/3水的情況下，投入-14℃冰箱冰凍24小時的冰凍測試，和水結成冰過程的抗裂強度測試，已冰凍24小時后的陶瓷鍋膽可直接置于電熱絲爐上加熱至內部冰熔化變水、直至水沸騰，釉面耐污染測試可通過250～25℃。
實施例三(超耐熱陶瓷膽2)3#坯體配方燒鋰輝石粉50、1#高嶺土23、5#高嶺土15、7#高嶺土10、石英2，外加TiO21、ZrO20.5。
低溫釉水配方燒鋰輝石粉65、龍泉瓷石粉12、燒氧化鋅3、石英3、燒滑石粉6、碳酸鋇11。外加2份SiC基體材料(黑砂，顆粒度過100～140目篩小顆粒)。
上述坯體配方按傳統陶瓷原料處理工藝制成泥段，含水率在21.5～22.5％之間，滾壓成型制得各種形狀的半成品，通過實例一的各項工藝制得的成品，可以達到實例二的產品性能，且抗折強度明顯得以提高至700～750kg/cm3。
配方四(超耐熱陶瓷膽3)4#坯體配方燒鋰輝石粉55、1#高嶺土12、4#高嶺土10、5#高嶺土15、6#高嶺土8。
低溫釉水配方燒鋰輝石粉72、龍泉瓷石粉10、燒滑石粉8、碳酸鋇10。外加2份SiC基體材料(黑砂，顆粒度過100～140目篩小顆粒)。
上述坯體配方按傳統陶瓷原料處理工藝制成泥段，含水率在20.3～21.7％之間，滾壓成型制得各種形狀的半成品，通過實例一的各項工藝制得的成品，可以達到實例二的產品性能。
實施例五(超耐熱陶瓷產品4)5#坯體配方燒鋰輝石粉55，0#高嶺土8，1#高嶺土12，4#高嶺土15，6#高嶺土5，石英5。
低溫釉水配方燒鋰輝石粉75，龍泉瓷石粉8，燒氧化鋅2，石英2，燒滑石粉5，碳酸鋇8。
上述坯體配方按傳統陶瓷原料處理工藝制成泥段，含水率在20.3～21.7％之間，滾壓成型制得各種形狀的半成品，通過實例一的各項工藝制得的成品，可以達到實例二的產品性能。
二、高溫釉——高溫一次燒生產高溫釉高抗熱震陶瓷通過上述“一”所述工序得到半成品后，先將坯體腳圈部位施特種膠釉，然后整體施上高溫釉水，在1260～1310℃溫度中，采用三角釘法高溫一次燒成(燒成周期約6～7個小時，成瓷保溫期約30～40分鐘)，出窯檢驗后，經表面處理(如對腳圈部位進行磨光等)處理，最終得整體涂釉產品。
實施例六坯體配方同實施例1之1#坯體配方。
1#高溫釉水配方燒鋰輝石粉50，1#蘇州土10，燒氧化鋅10，石英15，碳酸鋇15。
實施例七坯體配方同實施例2之2#坯體配方。
2#高溫釉水配方燒鋰輝石粉55，1#蘇州土8，燒氧化鋅5，石英14，燒滑石粉7、碳酸鋇8，牛骨粉3。
實施例八坯體配方同實施例3之3#坯體配方。
3#高溫釉水配方燒鋰輝石粉58，1#蘇州土10，燒氧化鋅5，石英10，燒滑石粉6、碳酸鋇7，牛骨粉4。
實施例九坯體配方同實施例4之4#坯體配方。
4#高溫釉水配方燒鋰輝石粉60，1#蘇州土7，燒氧化鋅3，石英15，燒滑石粉4，碳酸鋇9，牛骨粉2。
實施例十坯體配方同實施例5之5#坯體配方。
5#高溫釉水配方燒鋰輝石粉70，1#蘇州土5，石英5，燒滑石粉8，碳酸鋇12。
上述實施例六、實施例十中，坯料按傳統陶瓷原料處理工藝制成泥段，含水率在25～26％之間，塑壓或滾壓成型制得半成品，經烘干、磨坯、洗水，腳圈部位施特種膠釉，然后施高溫釉(或高溫色釉)，入窯高溫一次燒成，出窯，成品分檢，砂磨腳圈使之光滑，包裝入庫。產品性能均可達到實施例二的成品水平。
實施例七至實施例九，坯料按傳統陶瓷原料處理工藝制成泥段，含水率在25～26％之間，塑壓或滾壓成型制得半成品，經烘干、磨坯、洗水，腳圈部位施特種膠釉，然后施高溫釉(或高溫色釉)，入窯高溫一次燒成，出窯，成品分檢，砂磨腳圈使之光滑，包裝入庫。此幾項實施例不僅產品性能均可達到實施例三的成品水平，而且釉面光滑潤潔。
權利要求
1.一種高抗熱震陶瓷，其特征在于其主晶相為β-鋰輝石固熔體，1)其坯料中含有如下重量份的組分燒鋰輝石粉35～55，優質高嶺土40～55，石英0～10；2)其釉料為低溫釉料，含有如下重量份的組分燒鋰輝石粉50～75，龍泉瓷石粉8～15，燒氧化鋅0～10，石英0～10，燒滑石粉5～10，碳酸鋇5～12；其釉料或者為高溫釉料，含有如下重量份的組分燒鋰輝石粉50～70，1#蘇州土5～10，燒氧化鋅0～10，石英5～15，燒滑石粉0～8，碳酸鋇7～15。
2.根據權利要求1所述的高抗熱震陶瓷，其特征在于其坯料中含有如下重量份的組分燒鋰輝石粉45～55，優質高嶺土45～55，石英0～3；外加氧化物0.5～1.5，所述的氧化物為TiO2、ZrO2中的一種或兩種的混合物；
3.根據權利要求1或2所述的高抗熱震陶瓷，其特征在于所述的低溫釉料含有如下重量份的組分燒鋰輝石粉65～75，龍泉瓷石粉8～12，燒氧化鋅0～5，石英0～5，燒滑石粉5～8，碳酸鋇10～12。
4.根據權利要求1或2所述的高抗熱震陶瓷，其特征在于所述的高溫釉料含有如下重量份的組分燒鋰輝石粉55～60，1#蘇州土5～10，燒氧化鋅0～5，石英10～15，燒滑石粉4～8，碳酸鋇7～9，牛骨粉2～4。
5.一種權利要求1所述的高抗熱震陶瓷的制造方法，其特征在于1)將鋰輝石粉1250～1300℃煅燒后，與按重量份的其它組分干料混合細磨，按傳統陶瓷原料處理工藝制得可塑性泥段；2)通過化漿后注漿成型或滾壓成型、塑壓成型后的坯體高溫1270±10℃一次素燒；3)經表面處理后加熱噴低溫釉，采用三角釘裝燒法，在1180±10℃溫度中二次釉燒，得最終產品；或者，步驟1)后，通過化漿后滾壓成型或塑壓成型后的坯體上高溫釉水，在1260～1330℃溫度中，采用三角釘裝燒法高溫一次燒成，得最終產品。
全文摘要
本發明涉及一種鋰質高抗熱震陶瓷制品及其制造方法。它需要解決的技術問題是既使陶瓷制品擁有較高的抗熱震性能，又使陶瓷制品釉面達到了較高的抗污染性能。陶瓷制品1)其坯料的重量份(下同)組分為燒鋰輝石粉35～55，優質高嶺土40～55，石英0～10；2)其釉料為低溫釉料燒鋰輝石粉50～75，龍泉瓷石粉8～15，燒氧化鋅0～10，石英0～10，燒滑石粉5～10，碳酸鋇5～12；其釉料或者為高溫釉料燒鋰輝石粉50～70，文檔編號C04B35/622GK1800086SQ20051002314
公開日2006年7月12日 申請日期2005年1月4日 優先權日2005年1月4日
發明者金堯根, 王建祥 申請人:杭州民生陶瓷有限公司