本發明屬無機非金屬材料（陶瓷）領域， 具體涉及一種采用還原氣氛加熱方法制備的陶瓷筷子及其制備方法。
背景技術：
陶瓷筷子是近年出現的一種新型筷子。目前制備的陶瓷筷子一般是采用鎂質瓷材質來制備或用微晶玻璃來制備，其不足之處是強度不高（抗折強度<130MPa），造成實用性不佳。同時對于Al2O3含量高的陶瓷材料，要達到燒結程度需要很高的燒成溫度；通常會加入氧化鈦、氧化鋅、碳酸鋇、氧化鐵、氧化錳以及含氧化鎂的原材料，以達到降低燒成溫度的目的；但這些氧化物或原材料的添加會影響陶瓷筷子的顏色，或者影響陶瓷筷子在使用過程中產生重金屬溶出的問題；既影響陶瓷筷子的產品質量，又會在生產過程中引起環境污染問題。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種吸水率低、抗折強度高、發色純正的采用還原氣氛加熱方法制備的陶瓷筷子及其制備方法。
為解決以上技術問題，本發明的技術方案是：一種采用還原氣氛加熱方法制備的陶瓷筷子, 其特征在于：所述陶瓷筷子坯體配方的重量百分比組成為：α-氧化鋁 67%、云南水洗土23%、前驅體增強劑7%、礦化劑3%，外加著色劑0～5%。
所述前驅體增強劑配方的重量百分比組成為：Al(OH)3 45%、云南水洗土 45%、CaF25%、AlF3 5%。
所述礦化劑配方的質量百分比組成為：碳酸鈣21.2%、硼酸78.8%。
所述α-氧化鋁顆粒度≤1μm，外加著色劑的細度為325目 ，所述外加著色劑為氧化鐵、硅酸鋯包裹黃色色料、尖晶石型黑色色料中的一種。
所述陶瓷筷子的吸水率小于0.5%、抗壓強度為260～330MPa。
上述陶瓷筷子的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
步驟一：按前驅體增強劑的重量百分比組成，將Al(OH)3、云南水洗土、CaF2、AlF3配料后干法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑的摩爾百分比組成，將碳酸鈣、硼酸配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘后，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方的重量百分比組成，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過325目的篩，并將篩下料烘干后過200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑、外加陶瓷色料混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛的方式燒成，制得所需顏色的陶瓷筷子。
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。
所述步驟三中干壓成型的壓力為10MPa。
所述步驟三中燒成溫度為1330～1350℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘。
所述步驟三中造粒后混合料的粒徑為80目。
本發明首先從材料的材質上進行設計，以Al2O3含量高達80%的材質為基礎，采用復合的增強劑及自己合成的礦化劑作為添加劑，采用還原氣氛加熱的燒成方法，在≤1350℃的燒成溫度下，制備出了實用性很好的陶瓷筷子，其抗折強度>260MPa，吸水率≤0.5%。并且符合國家的節能減排政策，因此具有廣闊的市場前景。
本發明采用合成的硼酸鈣作為添加劑既可以降低陶瓷筷子的燒成溫度、使制備的陶瓷筷子在含有很少的液相量（液相量含量<10%）的前提下保持很低的吸水率（吸水率<0.5%），同時又可以增強色料在陶瓷筷子中的發色能力。采用莫來石前驅體增強劑可以很好地促進陶瓷筷子中針狀莫來石的發育形成、以增強陶瓷筷子的抗折強度。
具體實施方式
實施例1：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g，上述原料為工業級品位。
2.制備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2 g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘后，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過325目的篩，并將篩下料烘干后過200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.09%、抗壓強度為321.30MPa的白色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1350℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為 80目。
實施例2：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm）67g、云南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g，上述原料為工業級品位。
2.制備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘后，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過325目的篩，并將篩下料烘干后過200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.19%、抗壓強度為265.90MPa的白色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1330℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為80目 。
實施例3：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g、外加氧化鐵（顆粒度325目）1g，上述原料為工業級品位。
2.制備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘后，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過325目的篩，并將篩下料烘干后過200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑和外加氧化鐵混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.05%、抗壓強度為283.12MPa的青色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1350℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為 80目 。
實施例4：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g、外加氧化鐵（顆粒度325目）1g，上述原料為工業級品位。
2.制備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘后，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過325目的篩，并將篩下料烘干后過200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑和外加氧化鐵混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.15%、抗壓強度為262.30MPa的青色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，干壓成型的壓力為10Mpa，燒成溫度為1330℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為 80目。
實施例5：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g、外加尖晶石型黑色色料（顆粒度325目）5g，上述原料為工業級品位。
2.制備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2 g、硼酸78.8 g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘后，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過325目的篩，并將篩下料烘干后過200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑和外加尖晶石型黑色色料混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.28%、抗壓強度為278.23MPa的黑色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1350℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為80目 。
實施例6：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅體增強劑7g、礦化劑3g、外加硅酸鋯包裹黃色色料（顆粒度325目）5g，上述原料為工業級品位。
2.制備工藝過程
步驟一：按前驅體增強劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過200目篩即得到前驅體增強劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點保溫10分鐘后，經自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過325目的篩，并將篩下料烘干后過200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅體增強劑和外加硅酸鋯包裹黃色色料混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.18%、抗壓強度為270.15MPa的黃色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機轉速為400轉/分鐘，球磨罐及球子的材質為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1330℃，燒成時間為10小時，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為 80目。