本發明屬于陶瓷領域，具體涉及一種高石英陶瓷及其制備方法，特別涉及一種高石英質瓷及其制備方法。
背景技術：
高石英陶瓷是以石英為主要原料的高檔細瓷，其機械強度高、透明度好、瓷質細膩、釉面光潤、色澤柔和、熱穩定性好，因此受到了廣泛地關注和研究，其中比較有代表性的是高石英質瓷，其最先是由山東硅酸鹽研制設計院于1983年研制成功，因其具有上述優良性能，故在國際上被譽為中國的“國瓷”。
目前，為了獲得上述具有優良性能的高石英陶瓷，在其制備過程中需嚴格控制坯料和釉料配方中石英顆粒的顆度，須采用顆度為10μm～30μm的中顆粒石英，釉料采用熔塊釉，同時采用高溫素燒，中低溫釉燒的二次燒成生產工藝。如中國專利文獻CN 104591707 A公開了一種高石英日用陶瓷及其制備方法。該技術公開的高石英日用陶瓷由如下重量份原料組成：石英45份-55份、長石粉10份-15份、高嶺土35份-40份、滑石粉2份-5份、膨潤土5份-7份、腐植酸鈉0.3份-0.6份。相應的制備方法如下：1)選取原料；2)配料；3)除鐵并壓制泥條；4)成型，得到胚體；5)素燒，將胚體進行修胚并放入溫度為100℃的燒制爐內，依次在一系列燒結溫度和時間下進行燒結，得到高石英陶瓷素胚；6)彩燒，將高石英陶瓷素胚經拋光、噴釉、選白瓷加彩后，在800℃-1150℃下燒制3h-14h，得到高石英日用陶瓷。通過上述技術制得的高石英日用陶瓷機械強度好、釉面硬度高、熱穩定性好，并具有良好的白度和透明度。為了使其具有上述性能，上述技術采用了高溫素燒和中溫釉燒的二次燒成生產工藝，進而導致生產工藝的復雜，能耗大，增加了生產成本。
為了降低二次燒成生產工藝的成本，研究者試圖通過一次燒成，如中國專利文獻CN 1275547A公開了日用細瓷低溫快燒工藝。該低溫快燒工藝采用一次燒成，即在成型后的胚體上施釉后直接燒制成日用細瓷，上述技術處理的坯料中的石英含量在62-65wt％，但是制備坯料中的石英含量高達70wt％以上的高石英陶瓷時，因其石英含量高，若采用一次燒成，易出現炸瓷現象，難以保證陶瓷性能。因此，如何采用一次燒成工藝制備高石英陶瓷，且制備過程中不會出現炸瓷現象是本領域亟需解決的問題。
技術實現要素：
為此，本發明所要解決的現有技術中采用一次燒成工藝制備高石英陶瓷易出現炸瓷，難以保證陶瓷的機械性能和熱穩定性的缺陷，進而提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。
本發明所提供的一種高石英陶瓷，包括坯料，所述坯料包括如下質量份數的組分：
SiO2 72-77份
Al2O3 13-19份
MgO 1-3份。
進一步地，所述坯料包括如下質量份數的組分：
SiO2 73-75份
Al2O3 14-16份
MgO 2-2.5份。
進一步地，還包括釉料，所述釉料包括如下質量份數的組分：
進一步地，所述釉料包括如下質量份數的組分：
進一步地，所述釉料還包括如下組分：
Fe2O3 0.05-0.1份
TiO2 0.001-0.003份。
本發明還提供了上述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：按所述坯料中各組分含量選擇原料進行研磨，制得第一研磨料，再將所述第一研磨料經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，制得所述坯料，備用；按所述釉料中各組分含量選擇原料進行研磨，制得第二研磨料，再將所述第二研磨料經過篩、除鐵后，制得所述釉料，備用；
2)對所述坯料進行成型處理，制得胚體；采用所述釉料對所述胚體上釉，制得釉坯；
3)對所述釉坯進行燒成處理，制得所述高石英陶瓷。
進一步地，步驟1)中，所述第一研磨料為出磨細度325目篩余0.5～1％的篩下料；
所述第二研磨料為出磨細度325目篩余0.1～0.2％的篩下料。
進一步地，步驟3)中，所述燒成處理步驟的溫度為1290-1310℃。
進一步地，步驟3)中，所述燒成處理步驟的溫度為1290-1310℃，時間為10h-12h。
進一步地，步驟3)中，所述燒成處理步驟是在隧道窯或輥道窯中進行。
進一步地，步驟3)中，所述燒成處理步驟是采用天然氣氧化焰進行燒成的。
進一步地，步驟2)中，在上釉之前，還包括對所述胚體進行干燥和修坯的步驟。
進一步地，步驟1)中，所述原料選自精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、滑石和腐植酸鈉中的至少一種，其中，所述精洗高嶺土中SiO2質量含量在48-52％、Al2O3質量含量在30-35％、K2O質量含量在3.5-4.0％、Na2O質量含量在0.45-0.5％、MgO質量含量在0.20-0.25％；
所述原礦高嶺土中SiO2質量含量在65-70％、Al2O3質量含量在20-25％、K2O質量含量在0.5-0.7％、Na2O質量含量在0.5-1％、MgO質量含量在0.1-0.15％；
所述石英中SiO2質量含量不小于98％；
所述滑石中SiO2質量含量在62-67％、CaO質量含量在3-3.5％、K2O質量含量在0.15-0.2％、MgO質量含量在30-35％；
步驟2)中，在上釉之前，還包括對所述胚體進行干燥和修坯的步驟。
本發明中需要說明的一點是：所述高石英陶瓷是指坯料中SiO2含量在70wt％以上的陶瓷。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：
1)本發明實施例所提供的高石英陶瓷，通過限定坯料中各組分及其含量，使SiO2在坯料中形成骨架，Al2O3增加坯料的耐火度和燒結范圍，MgO助熔坯料，進而降低坯料的燒結溫度，最終提高坯料的熱穩定性和機械強度；再者，通過限定釉料中各組分及其含量，使SiO2在釉料中成為網絡狀骨架結構的玻璃生成體，提高了釉料的粘度，而Al2O3、MgO、K2O則進入上述網絡狀骨架結構中而成為中間體氧化物，提高了釉料的硬度和機械強度，NaO、CaO則助熔釉料，降低燒結溫度，通過釉料中各組分及其含量的配合，最終增強了釉料的熱穩定性和機械強度。
通過上述坯料和釉料采用一次燒成的高石英陶瓷不會出現炸瓷現象，同時使高石英陶瓷具有優異的機械性能和熱穩定性。
2)本發明實施例所提供的高石英陶瓷的制備方法，通過調配坯料和釉料中各組分含量，并在隧道窯或輥道窯中采用天然氣氧化焰一次燒成制得高石英陶瓷，在保持高石英陶瓷，特備是高石英質瓷本身特性的情況下，使高石英陶瓷不會出現炸瓷現象，同時使之生產過程與普通瓷生產一致，簡化了生產工藝，降低了生產成本，節約能源、提高了產品的競爭力、可大規模化生產。
3)本發明實施例所提供的高石英陶瓷的制備方法，通過將第一研磨料選擇為出磨細度325目篩余0.5～1％的篩下料，將第二研磨料選擇為出磨細度325目篩余0.1～0.2％的篩下料，使第一研磨料和第二研磨料充分熔融接觸，增強兩者間的結合力，使制得的高石英陶瓷在加熱和外力作用下不會炸裂，提高了高石英陶瓷的機械性能和熱穩定性；同時限定燒成處理步驟的溫度為1290-1310℃，再結合坯料和釉料中各組分及其含量，降低了高石英陶瓷中方石英相的生成量，提高了莫來石相的生成量，從而防止在燒成過程中出現炸瓷現象，提高了高石英陶瓷的機械性能和熱穩定性。
4)本發明實施例所提供的高石英陶瓷的制備方法，選擇精洗高嶺土提高了半成品的加工性能；采用原礦高嶺土減小高石英陶瓷的收縮；選擇燒滑石提高了高石英陶瓷的熱穩定性和機械強度；選擇腐植酸鈉是改進泥料性能，提高泥料的可塑性；通過采用氧化焰氣氛利于天然氣充分燃燒，使高石英陶瓷呈柔和的奶白色，提高其白度。
具體實施方式
為了更好地說明本發明的目的、技術方案和優點，下面將結合具體實施例對本發明做進一步描述。本發明可以以許多不同的形式實施，而不應該被理解為限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例，使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發明的構思充分傳達給本領域技術人員，本發明將僅由權利要求來限定。
下述各實施例和對比例中所述的精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、滑石中各組分含量如下表1所示：
表1
實施例1
本實施例提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括73kg的SiO2、16kg的Al2O3、2kg的MgO；所述釉料包括56kg的SiO2、13kg的Al2O3、1.8kg的MgO、13kg的CaO、1kg的K2O、5kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：
S1、制備坯料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述坯料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.5％，制得坯漿，將坯漿經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，備用；
S2、制備釉料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述釉料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.1％，制得釉漿，將釉漿經過篩除鐵后，備用；
2)對所述坯料滾壓成型，制得坯體，將所述坯體于100℃下干燥4h，再經修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)將所述釉坯裝車入隧道窯，采用天然氣氧化焰下進行1290℃燒成10h，制得高石英陶瓷。
實施例2
本實施例提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括75kg的SiO2、14kg的Al2O3、2.5kg的MgO；所述釉料包括58kg的SiO2、11kg的Al2O3、2.0kg的MgO、11kg的CaO、1.5kg的K2O、4.5kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：
S1、制備坯料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述坯料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余1％，制得坯漿，將坯漿經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，備用；
S2、制備釉料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述釉料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.2％，制得釉漿，將釉漿經過篩除鐵后，備用；
2)對所述坯料滾壓成型，制得坯體，將所述坯體于200℃下干燥2h，再經修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)將所述釉坯裝車入輥道窯，采用天然氣氧化焰下進行1310℃燒成11h，制得高石英陶瓷。
實施例3
本實施例提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括74kg的SiO2、15kg的Al2O3、2.7kg的MgO；所述釉料包括57kg的SiO2、12kg的Al2O3、2.0kg的MgO、12kg的CaO、1.2kg的K2O、4.7kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：
S1、制備坯料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述坯料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余1％，制得坯漿，將坯漿經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，備用；
S2、制備釉料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述釉料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.2％，制得釉漿，將釉漿經過篩除鐵后，備用；
2)對所述坯料滾壓成型，制得坯體，將所述坯體于200℃下干燥2h，再經修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)將所述釉坯裝車入隧道窯，采用天然氣氧化焰下進行1310℃燒成12h，制得高石英陶瓷。
實施例4
本實施例提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括72kg的SiO2、19kg的Al2O3、1kg的MgO；所述釉料包括55kg的SiO2、15kg的Al2O3、1.5kg的MgO、15kg的CaO、1.2kg的K2O、4.7kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：
S1、制備坯料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述坯料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.5％，制得坯漿，將坯漿經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，備用；
S2、制備釉料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述釉料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.1％，制得釉漿，將釉漿經過篩除鐵后，備用；
2)對所述坯料滾壓成型，制得坯體，將所述坯體于100℃下干燥4h，再經修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)將所述釉坯裝車入隧道窯，采用天然氣氧化焰下進行1290℃燒成11h，制得高石英陶瓷。
實施例5
本實施例提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括77kg的SiO2、13kg的Al2O3、3kg的MgO；所述釉料包括60kg的SiO2、10kg的Al2O3、2.0kg的MgO、10kg的CaO、1kg的K2O、5kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：
S1、制備坯料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述坯料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.5％，制得坯漿，將坯漿經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，備用；
S2、制備釉料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述釉料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.1％，制得釉漿，將釉漿經過篩除鐵后，備用；
2)對所述坯料滾壓成型，制得坯體，將所述坯體于100℃下干燥4h，再經修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)將所述釉坯裝車入輥道窯，采用天然氣氧化焰下進行1300℃燒成10h，制得高石英陶瓷。
實施例6
本實施例提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括73kg的SiO2、16kg的Al2O3、2kg的MgO；所述釉料包括56kg的SiO2、13kg的Al2O3、1.8kg的MgO、13kg的CaO、1kg的K2O、5kg的Na2O、0.05kg的Fe2O3、0.003kg的TiO2。
所述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：
S1、制備坯料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述坯料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.5％，制得坯漿，將坯漿經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，備用；
S2、制備釉料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述釉料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.1％，制得釉漿，將釉漿經過篩除鐵后，備用；
2)對所述坯料滾壓成型，制得坯體，將所述坯體于100℃下干燥4h，再經修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)將所述釉坯裝車入隧道窯，采用天然氣氧化焰下進行1290℃燒成12h，制得高石英陶瓷。
對比例1
本對比例提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括73kg的SiO2、16kg的Al2O3、2kg的MgO；所述釉料包括56kg的SiO2、13kg的Al2O3、1.8kg的MgO、13kg的CaO、1kg的K2O、5kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：
S1、制備坯料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述坯料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.5％，制得坯漿，將坯漿經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，備用；
S2、制備釉料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述釉料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.1％，制得釉漿，將釉漿經過篩除鐵后，備用；
2)對所述坯料滾壓成型，制得坯體，將所述坯體于100℃下干燥4h，再經修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)將所述釉坯裝車入隧道窯，采用天然氣氧化焰下進行1250℃燒成12h，制得高石英陶瓷。
對比例2
本對比例提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括75kg的SiO2、23kg的Al2O3、1.5g的CaO、0.5g的MgO、2g的Na2O、4g的K2O、Fe2O3≤0.4；所述釉料包括62kg的SiO2、11kg的Al2O3、2.0kg的MgO、9kg的CaO、4.5kg的K2O、3kg的Na2O、4g的ZnO、2g的F；
所述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：
S1、制備坯料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述坯料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余1％，制得坯漿，將坯漿經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，備用；
S2、制備釉料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述釉料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.2％，制得釉漿，將釉漿經過篩除鐵后，備用；
2)對所述坯料滾壓成型，制得坯體，將所述坯體于200℃下干燥2h，再經修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)將所述釉坯裝車入輥道窯，采用天然氣氧化焰下進行1310℃燒成11h，制得高石英陶瓷。
對比例3
本對比例提供了一種高石英陶瓷及其制備方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括74kg的SiO2、12kg的Al2O3、2.7kg的MgO；所述釉料包括57kg的SiO2、12kg的Al2O3、4.0kg的MgO、12kg的CaO、1.2kg的K2O、4.7kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
1)制備坯料和釉料：
S1、制備坯料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述坯料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余1％，制得坯漿，將坯漿經過篩、除鐵、榨泥、練泥、陳腐后，備用；
S2、制備釉料：測定各原料水份含量，換算成干料，以干料計，再按上述釉料中各組分含量選擇精洗高嶺土、原礦高嶺土、石英、燒滑石、腐植酸鈉；再將上述原料投入球磨機中球磨，控制出磨細度325目篩余0.2％，制得釉漿，將釉漿經過篩除鐵后，備用；
2)對所述坯料滾壓成型，制得坯體，將所述坯體于200℃下干燥2h，再經修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)將所述釉坯裝車入隧道窯，采用天然氣氧化焰下進行1310℃燒成12h，制得高石英陶瓷。
對上述實施例和對比例中制得的高石英陶瓷進行相關性能測試，測試結果如下表1所示：
表1
從表1可得知，本發明實施例隨制得的高石英陶瓷具有優異的機械強度和熱穩定性。在坯料中含有高石英時的情況下，制備高石英陶瓷過程中不會出現炸裂現象。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。