CN1086798A

CN1086798A - 低温烧成的高级日用细瓷及生产工艺

Info

Publication number: CN1086798A
Application number: CN 92106784
Authority: CN
Inventors: 吴金环; 郭景洲; 任允鹏; 宋国芳; 周庆茂
Original assignee: SILICATE RESEARCH AND DESIGN INST SHANDONG PROV
Current assignee: SILICATE RESEARCH AND DESIGN INST SHANDONG PROV
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1994-05-18

Abstract

一种低温烧成的高级日用细瓷，以钾长石和钠长石混合熔剂为主要熔剂，坯体的烧成温度为1140— 1200℃，烧成周期短，节能效果显著，产品具有瓷质细腻、色泽柔和、器型规整、釉面光滑、机械强度高、半透明度和热稳定性好等特点，是一种节能型易推广的新材质。

Description

本发明涉及一种低温烧成的高级日用细瓷，属于日用陶瓷新材质及生产方法。

众所周知，陶瓷工业是国民经济中的耗能大户，其燃料费用占生产成本的比例很高，据统计，国外原来为7-15%，近十几年来猛增到25-30%，而我国目前燃料成本都在30%以上。目前，国内外高级日用细瓷的烧成温度均在1230-1450℃之间，据测算1300℃左右烧成的产品，烧成温度每降低100℃，可节约燃料20-30%，且窑炉和窑具材料的使用寿命也大为延长，综合生产成本将会大大降低。近十几年来，能源的过度消耗，已造成全球性的能源危机，而能源消耗决定了一个行业在未来产业结构中的生存。因此，如何研制一种既低温烧成、节约能源而又性能优越的新材质，是目前日用陶瓷界瞩目的课题。

到目前为止，无论是以钾长石为主体熔剂的传统日用细瓷，还是以钠长石为主体熔剂的钠长石质瓷，烧成温度均较高，如《中国专利》1988年10月26日公开的，申请号为：88105656，申请日：88年1月16日，申请人：湖南省陶瓷研究所，发明名称为：钠长石质瓷，烧成温度为1190-1320℃，而且产品易高温变形，工业化生产难以严格控制，产品仅能达到日用细瓷器“GB3532-83”标准。

本发明的目的，在于克服上述现有技术存在的问题，提供一种在不大于1200℃的温度下低温烧成的高级日用细瓷新材质，既降低了能耗和生产成本，又满足了高级日用细瓷内在性能和外观质量的要求。

本发明的目的是采用如下方式来实现：

主要矿物组成包括高岭土、结合粘土、长石和石英等矿物，本发明的特征在于：该瓷坯的主体熔剂是由钾长石和钠长石或富含钾长石、钠长石的矿物组成的混合熔剂，在坯料化学组成中，K₂O的含量为1.0-3.0%wt，Na₂O的含量为0.9-2.49%wt。

本发明的目的还可采用如下方式来实现：

坯料的化学组成（%wt）为：

SiO₂64-72% Al₂O₃19-24% Fe₂O₃≤0.3%

TiO₂≤0.25% CaO0.5-1.5% MgO1.0-1.6%

K₂O1.0-3.0 Na₂O0.9-2.49%

上述各组分的总量为100%，其中关键组成为K₂O、Na₂O、SiO₂、Al₂O₃。

坯料化学组成的最佳范围（%wt）为：

SiO₂68-71 Al₂O₃21-23

Fe₂O₃＜0.2 TiO₂＜0.2

CaO0.8-1.0 MgO1.0-1.3

K₂O1.8-2.4 Na₂O1.2-2.0

上述各组分的总量为100%。

与上述坯体相匹配的釉料的化学组成（%wt）为：

SiO₂48-60% Al₂O₃9-12%

TiO₂0.5-2.0% CaO4.0-7.0%

MgO1.0-2.0% K₂O0.5-2.0%

Na₂O1.0-4.0% ZnO4.0-7.0%

PbO7.0-14.0% B₂O₃4.0-12.0%

CaF₂2.0-6.0%

上述各组分的总量为100%，其中关键组成为SiO₂、Al₂O₃、PbO、B₂O₃、CaF₂。

与坯体相匹配的釉料是一种熔块釉，熔块的化学组成（%wt）为：

SiO₂47-50 Al₂O₃7.0-9.0

TiO₂＜2.0 CaO5.0-7.0

MgO1.2-2.2 K₂O0.6-2.0

Na₂O2.0-3.2 ZnO5.0-7.5

PbO11-17 B₂O₃7.0-10

上述各组成的总量为100%。

本发明的低温烧成的高级日用细瓷的生产工艺中，其烧成为二次烧成工艺，坯体在1140-1200℃素烧，釉烧为1050-1120℃，素烧温度不大于1200℃。

本发明坯料中采用钾长石、钠长石的示性矿物组成（%wt）为：

高岭土40－50 石英20－30 钾长石7－20

钠长石5－20 钙镁矿化剂储量1－5，其中突出特征是钾长石，钠长石的用量。

坯料中以瓷石代钠长石的示性矿物组成（%wt）为：

1、高岭土 40-50

钾长石 3-6

瓷石 40-50

矿化剂 1-2

2、高岭土 42-50

钾长石 5-8

瓷石 38-50

矿化剂 2-4

3、高岭土 40-50

钾长石 10-20

瓷石 30-40

矿化剂 2-5

传统日用陶瓷均采用钾长石作主体熔剂，钾长石高温下虽然熔融范围较宽，但其初熔温度较高，约1150℃以上才开始初熔，而钠长石初熔温度较低，对石英晶体的溶解能力较强，但其高温熔体粘度随温度下降剧烈。本发明利用了上述两种熔剂的优点，寻找到钾、钠长石用量的一个合理的配比范围，通过添加适量钙镁矿化剂，既大大降低了坯体的成瓷温度，又拓宽了坯体的烧结范围，提高了坯体的均化程度，解决了坯体变形度和透光度之间的矛盾。根据该坯料组成的特点，研制了低膨胀的熔块釉，提高了产品的机械强度和热稳定性。由于采用二次烧成工艺，产品具有高的明度，高的透光度，高的规整度和高的釉面质量，具备了陶瓷界公认的高级日用细瓷的性能。

本发明的坯釉料制备工艺如下：

1、坯料制备工艺：

原料→配料→湿式球磨→过筛、除铁

陈腐－注浆成型 →干燥→修坯→素

→

压滤－陈腐－练泥－滚压成型

烧→抛光→施釉→釉烧→彩烤→成品检验→包装→入库

坯体适合低温阶段快烧，高温阶段稳烧的烧成方法。

2、釉料制备工艺：

悬浮剂

↓

原料→配料→高温熔制→水淬→球磨→混磨

↓

除铁

过筛

↓

施釉

素烧温度：1140-1200℃

釉烧温度：1050-1120℃

烧成气氛：氢化焰、还原焰均可。

本发明开辟了一个新材质，产品理化性能达到了GB4003-83标准，测试仪器及测试结果如下：

测定仪器和方法：

1、用西德（马尔金公司）压缩式塑性测定仪测定泥料塑性。

2、用北京产WFX-1型原子吸收分光光度计测定铅镉渗出量。

3、用苏联产

MT-3硬度仪测定釉面硬度。

4、用日本产GM26D型光泽度仪测定釉面光泽度。

5、用西德（内茨）抗折测定仪测定抗折强度。

测定结果：

1、泥料塑性：0.65。

2、总收缩：15.5% 吸水率：0.09% 体积密度：2.42g/cm³

3、抗折强度：160MPa

4、釉面硬度：5.4×10³MPa 釉面光泽度：105%

5、铅溶出量：0.2mg/l 镉溶出量：0

6、热稳定性：由220℃投20℃水一次热交换不炸裂。

与现有国内外高级日用细瓷相比，具有以下优点：

1、烧成温度低。1140-1200℃，烧成周期短，窑炉和窑具材料使用寿命大大延长，节能效果显著，与目前生产的高级日用细瓷1250-1350℃相比，综合节能50%以上，为生产低温高级日用细瓷奠定了可靠的工艺技术基础。

2、机械强度高。该材质虽然低温烧成，但具有十分理想的显微结构，机械强度高达160MPa。

3、外观质量好。突出特点是瓷质细腻柔和，釉面光滑，透光度好，光泽度高，釉面硬度高，规整度高。

4、产品铅镉熔出量低。

5、坯料工艺性能好。适于制作各类器型的产品，其烧成范围较宽，范围为：40℃，成品率较高，成品率达95%以上。适于工业化生产，易于推广。

6、釉料热膨胀系数低。为5-5.6×10^-6。

本发明的实施例如下表：

其中：表1：坯料配方

表2：坯料化学组成

表3：釉料配方

表4：釉料化学组成

表5：坯釉用原料化学组成

1、坯料实施例：

2、釉料实施例：

工艺流程：同前述;

工艺控制：坯料粒度＝小于10μma占70-90%;

釉料粒度＝小于10μm85%左右;

烧成气氛：氧化焰或还原焰。

Claims

1、一种低温烧成的高级日用细瓷，包括高岭土、结合粘土、长石和石英等矿物，本发明的特征在于：该瓷坯的主体熔剂是由钾长石和钠长石或富含钾长石、钠长石的矿物组成的混合熔剂，在坯料化学组成中，K₂O的含量为1.0-3.0%wt，Na₂O的含量为0.9-2.49%wt。

2、根据权利要求1所述的低温烧成的高级日用细瓷，其特征在于坯料的化学组成（%wt）为：

SiO₂64-72% Al₂O₃19-24% Fe₂O₃≤0.3%

TiO₂≤0.25% CaO0.5-1.5% MgO1.0-1.6%

K₂O1.0-3.0 Na₂O0.9-2.49%

3、根据权利要求1所述的低温烧成的高级日用细瓷，其特征在于坯料的化学组成的最佳范围（%wt）为：

SiO₂68-71 Al₂O₃21-23

Fe₂O₃≤0.2 TiO₂≤0.2

CaO0.8-1.0 MgO1.0-1.3

K₂O1.8-2.4 Na₂O1.2-2.0

上述各组分的总量为100%。

4、根据权利要求1所述的低温烧成的高级日用细瓷，其特征在于与坯体相匹配的釉料的化学组成（%wt）为：

SiO₂48-60% Al₂O₃9-12%

TiO₂0.5-2.0% CaO4.0-7.0%

MgO1.0-2.0% K₂O0.5-2.0%

Na₂O1.0-4.0% ZnO4.0-7.0%

PbO7.0-14.0% B₂O₃4.0-12.0%

CaF₂2.0-6.0%

上述各组成的总量为100%，其中关键组成为SiO₂、Al₂O₃、PbO、B₂O₃、CaF₂。

5、根据权利要求4所述的低温烧成的高级日用细瓷，其特征在于与坯体相匹配的釉料是一种熔块釉，熔块的化学组成（%wt）为：

SiO₂47-50 Al₂O₃7.0-9.0

TiO₂1.0-2.0 CaO5.0-7.0

MgO1.2-2.2 K₂O0.6-2.0

Na₂O2.0-3.2 ZnO5.0-7.5

PbO11-17 B₂O₃7.0-10.0

CaF₂2.5-6.5

上述各组成的总量为100%。

6、一种低温烧成的高级日用细瓷的生产工艺，其特征在于：坯体在1140-1200℃素烧，1050-1120℃釉烧的二次烧成工艺，素烧温度不大于1200℃。