一種高性能日用細瓷及其生產方法

專利名稱：：一種高性能日用細瓷及其生產方法
技術領域：
：本發明屬于日用陶瓷
技術領域：
，涉及一種高性能日用細瓷及其生產方法。
背景技術：
：高白、高透和高強一直是國內外高級日用細瓷所追求的目標。現有的骨灰瓷、滑石瓷和高石英瓷雖然達到了高白、高透和高強的要求，但他們都存在兩個共同的缺點一是三者的熱膨脹系數均很大，骨質瓷、滑石瓷和高石英瓷的膨脹系數分別為8~9xl(T6/°C、7.88xlO-6/。C和7.5~8.0xl(r6/°C。陶瓷的熱膨脹系數越大，其隨溫度變化所產生的熱應力就越大，結果就很容易導致產品熱穩定性能不佳，如骨質瓷的熱穩定性就很差。骨質瓷熱穩定性的標準是制品經過14(TC2(TC水熱交換一次不裂，明顯低于高級日用細瓷經過18(TC20'C水熱交換一次不裂的標準。對于滑石瓷和高石英瓷而言，如果瓷胎中的玻璃相和晶相量的比率、晶相粒徑以及晶相轉變控制不好的話，它們的熱穩定性也很難達到經過180。C2(TC水熱交換一次不裂的標準。這三種高級日用細瓷的第二個缺點就是工藝控制難。如骨質瓷和滑石瓷都存在成型性能差和燒成范圍窄的致命弱點；高石英瓷則存在石英顆粒級配要求高、瓷胎中方石英的數量不易控制等問題。通常的長石-石英-高嶺土三元系統和絹云母-石英-高嶺土三元系統高檔日用細瓷具有熱穩定性高、成型性能好、燒成范圍寬等優點，但卻無法集高白、高透和高強三者于一身。在這兩大三元系統瓷胎中，"高強"和"高透"這兩種性能要求在制備工藝上是相互矛盾的，因為透光度高的瓷胎往往要含有更多的玻璃相，而玻璃相強度比晶相的強度低得多，所以在通過增加玻璃相以提高瓷胎透光度的同時，勢必會降低產品的機械強度。另一方面，在配方中引入Al203可以顯著提高瓷胎強度，從而實現"高強"目標，但是引入的Al203顆粒會大大提高瓷胎對可見光的散射作用，結果導致其透光性很差，如通常的高鋁強化瓷雖然強度高但其透光度卻不盡如人意。由于"高白"可以通過精選Fe、Ti等雜質含量低的原料和多次除鐵工藝來實現，因此對這兩大三元系統瓷來說，"高白和高透"或"高白和高強"是可以達到的，然而卻不能實現"高白、高透和高強"三者兼得的目標。綜上所述，以上各種材質的高檔日用細瓷都不能同時在性能和工藝上滿足要求，因此開發一種高性能日用細瓷的新材質，使之不但具有"高白、高透和高強"的特點，而且還具有熱穩定性高、成型性能好、燒成范圍寬等優點，這是非常有意義的。
發明內容本發明的目的在于克服現有技術上的不足，提供一種高性能日用細瓷及其生產方法。本發明的提供的一種高性能日用細瓷，其特征在于瓷坯的化學組成按重量比為Si0252~60%、Al2O33240%、K2Ol~3%、Na20l3%、CaO1.53.5%、MgO0.5~1.5%、P205l~2%,集高強、高白和高透三大特點于一身的曰用細瓷產品。本發明提供的高性能日用細瓷的生產方法，生產工藝流程與目前通用的高檔日用細瓷二次燒成工藝相同，其特征在于所用的原料配方按重量比為高嶺土40~45%、石英15~25%、鉀長石10~15。/。、氧化鋁10~20%、增透劑8~15°/。，所述的增透劑為按重量比由鈉長石45~50%、骨灰20~25%、方解石10~20°/。、燒滑石1520%復合而成的熔塊。本發明在坯體配方中引入氧化鋁粉為增強劑，以提高瓷胎機械強度和白度。Al203顆粒本身的強度高，它單獨存在時，可以均勻地分布在瓷胎中起到顆粒彌散增強的作用。部分八1203顆粒還可以和由高嶺土脫水分解后所產生的Si02反應，結果生成膨脹系數小、機械強度高的莫來石晶體，這對提高瓷胎強度和減小其膨脹系數是十分有利的。在坯體配方中引入增透劑提高瓷胎透光度，是本發明的一個技術關鍵和重要創新。引入由鈉長石、骨灰、方解石和燒滑石復合而成的熔塊作為增透劑，它可以在較低溫度下形成液相，它不但對坯體中的石英有較大的溶解能力，而且還能溶解部分作為增強劑的Al203顆粒，從而增加坯體中液相的粘度，有利于擴大坯體的燒成范圍，高溫素繞的溫度范圍為1270°C~1320°C。這種溶有較多石英和A1203的高溫液相冷卻后所形成的玻璃相，較之普通液相形成的玻璃相，具有更高的機械強度和較小的膨脹系數。玻璃相是瓷胎強度的薄弱環節，提高玻璃相的強度就可顯著提高瓷胎的機械強度。通過在坯中引入增透劑，就使得"高強"和"高透"這對矛盾迎刃而解。本發明的新型高性能日用細瓷具有以下優點1)瓷胎抗折強度高于100MPa，白度大于80，透光性能達到骨質瓷的水平，實現了"高白、高透和高強"三者的統一。2)配方中高嶺土的用量達到40%以上，坯料成型性能好，燒結范圍為1270°C1320°C，解決了傳統骨灰瓷和滑石瓷成型困難、燒成溫度范圍窄等難題，易于產業化推廣。3)瓷胎的熱膨脹系數僅為4.204.80xlO，C(RT500。C)，比骨質瓷、滑石瓷和高石英瓷的熱膨脹系數小得多，因此瓷胎的熱穩定性好，經過20(TC2(TC水熱交換一次不裂。具體實施例方式實施例1:按坯料配方稱取各種原料高嶺土40%、石英18%、鉀長石15%、增透劑9%、氧化鋁18%，坯料化學組成為Si0253.81%，A120338.55%，K202.63%，Na201.06%,CaO1.82%，MgO0.81%，P2051.32%。增透劑為由49%鈉長石、20%骨灰、12%方解石和16%燒滑石復合而成的熔塊。將上述原料投入球磨機內，混合球磨至所要求的細度(即10pm以下的顆粒累計百分數占90%以上)，依次進行過篩、除鐵、壓濾、練泥、陳腐、成型，然后在127(TC1320。C高溫素燒，經拋光撿選后施熔塊釉，再在116(TC1200。C釉燒，最后得到"高白、高透和高強"的新型高性能日用細瓷。實施例2:按坯料配方稱取各種原料高嶺土45%、石英22%、鉀長石10%、增透齊Ul00/。、氧化鋁13%，坯料化學組成為Si0259.18%，Al20333.66%，K201.070/。，Na201.21%，CaO2.50%，MgOO.95%,P2051.43%，增透劑為由45%鈉長石、25%骨灰、15%方解石和18%燒滑石復合而成的熔塊。其生產工藝與實施例1相同。實施例3:按坯料配方稱取各種原料高嶺土41%、石英20%、鉀長石12%、增透劑12%、氧化鋁15%,坯料化學組成為Si0255.63%，A120335.50%,K201.32%，Na201.49%，CaO3.05%，MgO1.41%，P2051.60%，增透劑為由47%鈉長石、23%骨灰、18%方解石和19°/。燒滑石復合而成的熔塊。其生產工藝與實施例l相同。由上述各實施例所制得的產品性能如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1、一種高性能日用細瓷，其特征在于其化學組成按重量比為SiO252～60％、Al2O332～40％、K2O1～3％、Na2O1～3％、CaO1.5～3.5％、MgO0.5～1.5％、P2O51～2％，集高強、高白和高透三大特點于一身的日用細瓷產品。2、一種制造如權利要求l所述高性能日用細瓷的方法，采用二次燒成生產工藝，其特征在于所用的原料配方按重量比為高嶺土40~45%、石英1525%、鉀長石1015%、氧化鋁10~20%、增透劑815%，所述的增透劑為按重量比由鈉長石4550%、骨灰20~25%、方解石10~20%、燒滑石15~20%復合而成的熔塊。3、根據權利要求2所述制造高性能日用細瓷的方法，其特征在于高溫素燒的溫度范圍為1270°C~1320°C。全文摘要本發明屬于日用陶瓷
技術領域：
，涉及一種高性能日用細瓷及其生產方法，該日用細瓷的化學組成為SiO₂52～60％，Al₂O₃32～40％，K₂O1～3％，Na₂O1～3％，CaO1.5～3.5％，MgO0.5～1.5％，P₂O₅1～2％，所用的原料配方為高嶺土40～45％、石英15～25％、鉀長石10～15％、氧化鋁10～20％、增透劑8～15％。本發明的日用細瓷集高強、高白和高透三大特點于一身，還具有成型性能好、燒成范圍寬和熱穩定性高等優點，既克服了普通強化瓷透光度差的缺點，又解決了滑石瓷、骨質瓷等高檔瓷不易成型和燒成范圍窄的難題。該瓷在1270℃～1320℃燒成，易于生產和推廣，可望成為繼骨質瓷和滑石瓷之后的一種新型高檔日用細瓷。文檔編號C04B33/00GK101665347SQ20091018607公開日2010年3月10日申請日期2009年9月22日優先權日2009年9月22日發明者劉健敏,包鎮紅,江偉輝,苗立鋒,虞澎澎,譚訓彥申請人:景德鎮陶瓷學院