一種中溫鈣質(zhì)日用瓷及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種中溫鈣質(zhì)日用瓷，是由下列礦物原料和化工原料成分組成，其中礦物原料包括：球粘土、石英、方解石、白云石、硅灰石、龍巖洗泥、鉀長石及煅燒滑石；化工原料包括：氧化鋁、氧化鐠、氧化鑭、氧化鋅、氫氟酸、六偏磷酸鈉及羧甲基纖維素鈉；本發(fā)明中溫鈣質(zhì)日用瓷的瓷坯中有大量片狀鈣長石晶體，晶粒尺寸在1～3μm之間，且被包裹于玻璃相中，鈣長石與玻璃相的相對含量隨燒成溫度和保溫時(shí)間變化而變化，在最佳燒成溫度1230℃和保溫時(shí)間1.5h條件下，瓷坯中鈣長石的含量達(dá)到最大；并且瓷坯半透光性能較好，可見光可以部分透過，瓷坯的透射率在可見光波長范圍內(nèi)，隨著波長的增加而增加，由于瓷坯的致密性高，瓷坯的透光率在可見光所有波段均都高于傳統(tǒng)硬質(zhì)瓷。
【專利說明】一種中溫鈣質(zhì)日用瓷及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于陶瓷材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及的是一種中溫鈣質(zhì)日用瓷及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國日用瓷行業(yè)有了較大的發(fā)展，日用瓷的產(chǎn)量多年位居世界第一，但在國際高端日用瓷市場，占據(jù)的比例很小，說明國產(chǎn)日用瓷質(zhì)量不高，極大多數(shù)為中、低檔產(chǎn)品；伴隨著生活水平的不斷提高，人們的消費(fèi)觀念也不斷變化，對日用瓷不但要求具有實(shí)用性，還要具有一定的欣賞價(jià)值。高檔日用瓷的性能主要表現(xiàn)在良好的半透明度、白底高、熱穩(wěn)定好及機(jī)械強(qiáng)度高等方面；傳統(tǒng)高檔日用瓷主要有骨質(zhì)瓷和硬質(zhì)瓷，但骨質(zhì)瓷配方中骨粉用量大，生產(chǎn)成本較高，且熱穩(wěn)定性較差，釉面強(qiáng)度低，難以適應(yīng)冰箱、微波爐等環(huán)境，也不適合機(jī)械化洗滌方式；硬質(zhì)瓷強(qiáng)度較低，瓷壞邊緣易變形開裂，且成瓷溫度較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供種中溫鈣質(zhì)日用瓷及其生產(chǎn)方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種中溫鈣質(zhì)日用瓷，是由下列礦物原料和化工原料成分組成，其中礦物原料包括:球粘土、石英、方解石、白云石、硅灰石、龍巖洗泥、鉀長石及煅燒滑石；化工原料包括:氧化鋁、氧化鐠、氧化鑭、氧化鋅、氫氟酸、六偏磷酸鈉及羧甲基纖維素鈉。
[0005]所述礦物原料以重量百分比組份為:球粘土 2 %、石英12 %、方解石12 %、白云石2 %、硅灰石13 %、龍巖洗泥4 %、鉀長石3 %及煅燒滑石2 %。
[0006]所述化工原料以重量百分比為:氧化招13 %、氧化鐠7 %、氧化鑭5 %、氧化鋅6
%、氫氟酸7 %、六偏磷酸鈉6 %及羧甲基纖維素鈉6 %。
[0007]本發(fā)明的另一目的是，提供一種中溫鈣質(zhì)日用瓷的生產(chǎn)方法，包括以下生產(chǎn)步驟:
1、坯體原料，選取礦物原料，球粘土、石英、方解石、白云石、硅灰石、龍巖洗泥、鉀長石及煅燒滑石。
[0008]2、配料，選取化工原料。
[0009]3、濕法球磨，采用氧化鋯球?yàn)槟デ虻哪猃埬ス蓿瑫r(shí)為了提高球磨效率，將各種硬質(zhì)礦物原料分別預(yù)先球磨處理，再按配方化工配料混合球磨；料球水的比例定為1:2:0.2，球石級配為小球石占50%，中球石占30%，大球石占20%，坯料漿均過325目篩；隨著球磨時(shí)間的增加，球磨效率降低， 球磨時(shí)間從1.5h到3h的過程中，中位徑變化較大，但3h后的中位徑變化很?。磺蚰r(shí)間延長，顆粒會(huì)不斷細(xì)化，但顆粒細(xì)化是破碎和冷焊的共同結(jié)果，一方面顆粒在球間作用力下破碎，另一方面則隨著粉體顆粒表面能的積累，由于分子間的引力作用，使得粉體更容易焊合團(tuán)聚成為大的顆粒。同時(shí)，顆粒越細(xì)小，顆粒表面上的裂紋越細(xì)，出現(xiàn)某一最小斷裂應(yīng)力的裂紋幾率也減小。
[0010]4、過篩除鐵；對球磨后的漿料進(jìn)行多次除鐵，具體操作為:將除鐵器引流工具，使球磨過篩后的漿料順著除鐵器緩慢流下，洗凈除鐵器上的黏附物，重復(fù)該過程數(shù)次，直至除鐵器上未見明顯鐵屑為止。
[0011]5、修坯；細(xì)化原料，有利于獲得致密的坯體和在相對低的溫度下完成燒結(jié)過程。
[0012]6、注漿成型，將具有流動(dòng)性的漿料注入石膏模內(nèi)，利用石膏模的吸水性使?jié){料中分散的顆粒黏附在模壁上，形成和模型相同形狀的坯層，并隨時(shí)間的延長而逐漸增厚，當(dāng)達(dá)到一定的程度時(shí)發(fā)生干煸收縮而與模型壁脫離，此時(shí)即可取出。
[0013]7、脫模干燥，采用電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥，干燥溫度保持在7(T90°C之間，干燥時(shí)間 24h。
[0014]8、細(xì)度檢測。
[0015]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在于:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中溫鈣質(zhì)日用瓷的瓷坯中有大量片狀鈣長石晶體，晶粒尺寸在I~3 μ m之間，且被包裹于玻璃相中，鈣長石與玻璃相的相對含量隨燒成溫度和保溫時(shí)間變化而變化，在最佳燒成溫度1230°C和保溫時(shí)間1.5h條件下，瓷坯中鈣長石的含量達(dá)到最大；并且瓷坯半透光性能較好，可見光可以部分透過，瓷坯的透射率在可見光波長范圍內(nèi)，隨著波長的增加而增加，由于瓷坯的致密性高，瓷坯的透光率在可見光所有波段均都高于傳統(tǒng)硬質(zhì)瓷。

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0017]實(shí)施例一，
一種中溫鈣質(zhì)日用瓷，是由下列礦物原料和化工原料成分組成，其中礦物原料包括:球粘土、石英、方解石、白云石、硅灰石、龍巖洗泥、鉀長石及煅燒滑石；化工原料包括:氧化鋁、氧化鐠、氧化鑭、氧化鋅、氫氟酸、六偏磷酸鈉及羧甲基纖維素鈉。
[0018]球粘土含有立方或球狀的粘土，其化學(xué)組成波動(dòng)較大，通常含Al2O3為17~35%，S12為45~74%，其主要成分為無序高嶺石，但其中Fe2O3和T12含量較高。球粘土的粒度細(xì)微，這是球粘土可塑性好、燒結(jié)溫度低的前提，一般是2μπι以下顆粒占75%以上。球粘土的耐火溫度在161(T177(TC之間，燒結(jié)后強(qiáng)度很高，球粘土加入坯體當(dāng)中不僅可以提高坯體的生坯強(qiáng)度，利坯體的修磨搬運(yùn)等后序工作。
[0019]石英常呈白色、乳白色或灰白色半透明狀態(tài)，相對密度因晶型而異，一般在
2.22^2.65g/cm3之間，其主要化學(xué)成分是S12，常含有少量雜質(zhì)成分，如Cao、MgO, Al2O3及Fe2O3等。石英有多種結(jié)晶形態(tài)和玻璃態(tài)，因而在煅燒過程中會(huì)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，隨著晶型的轉(zhuǎn)變，其體積會(huì)發(fā)生很大的變化，表2-2為石英晶型轉(zhuǎn)變過程中發(fā)生的體積效應(yīng)。從表中數(shù)據(jù)可看出，石英在一些晶型轉(zhuǎn)變時(shí)體積較大，因而對加入一定量的石英。
[0020]石英在陶瓷生產(chǎn)中的主要作用:石英是非可塑性原料，可以降低坯體的干燥收縮，防止坯體變形；石英在高溫時(shí)發(fā)生多晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的體積膨脹可以部分抵消坯體燒成時(shí)產(chǎn)生的收縮，減弱了由于燒成收縮大而造成的應(yīng)力，從而改善了燒成性能；石英在燒成過程中，部分熔融于玻璃相中，提高了液相的黏度，殘余石英構(gòu)成坯體的骨架，不僅使坯體具有在高溫下抵抗變形的能力，而且還可提高坯體的機(jī)械強(qiáng)度。
[0021]鉀長石(KAISi3O8)也稱正長石，屬單斜晶系，通常呈肉紅色、呈白色或灰色。密度2.54~2.57g/cm3，硬度為 6，其理論成分 S12 為 64.7%、A1203 為 18.4%,K2O 為 16.9%。它具有熔點(diǎn)低(1150±20°C)，熔融粘度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于陶瓷坯料和陶瓷釉料中。長石類物質(zhì)在陶瓷中主要作用:作為瘠性料加入到坯料中，可以提高坯體的疏水性，從而縮坯體的干燥時(shí)間，減少坯體在干燥收縮和變形；作為熔劑原料加入到坯、釉料中，有與黏土及石英形成低共熔體，促進(jìn)成瓷反應(yīng)，降低制品的燒成溫度；高溫下熔化的液相填充于坯料顆粒間的空隙，減少氣孔率，增加坯體密度，提高坯體的機(jī)械強(qiáng)度和透光性；同時(shí)熔融的長石玻璃體能分解部分黏土分物和石英顆粒，有利于莫來石結(jié)晶的生產(chǎn)和發(fā)育，從而提高坯體的強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)性。
[0022]方解石的主要成分為碳酸鈣(CaCO3),理論組成CaO為56%、CO2為44%，通?；煊须s質(zhì)鎂、鐵、錳、鋅等。方解石屬三方晶系，一般為白色，硬度為3，相對密底2.6~2.8g/cm3。方解石在坯料中于分解前起瘠化作用，分解后起熔劑作用，能與坯料中的粘土和石英在較低溫度下起反應(yīng)，縮短燒成時(shí)間，并能增加產(chǎn)品透明度，使坯釉結(jié)合牢固。方解石是釉料中的重要成分，在高溫釉中能增大釉的折射率，因而能提高光澤度，并能改善釉的透光性能，但如果釉料配方不當(dāng)，則易出現(xiàn)乳濁現(xiàn)象。
[0023]白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復(fù)鹽，分子式為CaC03.MgC03，顏色多為白色、灰色、肉色、無色、綠色、棕色、黑色等，透明到半透明，具有玻璃光澤，莫氏硬底3.5^4,比重
2.85^2.9g/m3。白云石在能降低坯體燒成溫度，增加坯體透明密，促進(jìn)石英的熔解及莫來石的生成。白云石也是瓷釉的重要原料，它可以代替方解石，具釉不會(huì)乳濁。
[0024]娃灰石的主要成分為偏娃酸|丐(CaS13),屬于鏈狀娃酸鹽,是一種具有多種獨(dú)特物理和化學(xué)特性的礦物。其晶型有a型和β型兩種，a型號粒狀或粉狀，β型為針狀或纖維狀。硅灰石晶體主要是 β型的，呈纖維狀或放射狀集合體，甚至微小的顆粒也保持其針狀結(jié)構(gòu)。硅灰石是一種穩(wěn)定的晶體，在加熱過程中沒有多晶型轉(zhuǎn)變所帶來的體積效應(yīng)，可快速升溫；晶體有利于研磨，而且為水分排除提供通道，可快速干燥；膨脹系數(shù)較小，且體積變化隨溫度增加呈直線增加，避免了快速升溫時(shí)造成坯裂缺陷，適合快速燒成；加入硅灰石的坯體制品燒結(jié)程度好、強(qiáng)度高、吸水率低且不易產(chǎn)生后期龜裂。
[0025]滑石是一種復(fù)雜的含水硅酸鎂(3Mg0.4Si02.H2O),滑石外觀呈白色或淡黃色，成六方或菱形板狀晶體，常成片狀、鱗片狀或致密塊狀集合體?；嫌裁躀級，密度為
2.Tl.8g/cm3，耐火度為120(Tl30(TC?；系囊?，對于吸水率相對較高的內(nèi)墻磚而言，增加了鎂的成分，這樣有利于擴(kuò)寬坯體的燒成范圍；少量滑石原料的引入，降低了產(chǎn)品的吸濕膨脹，減輕了釉面內(nèi)墻磚產(chǎn)品的后期龜裂現(xiàn)象。
[0026]一種中溫鈣質(zhì)日用瓷的生產(chǎn)方法，包括以下生產(chǎn)步驟:
1、坯體原料，選取礦物原料，球粘土、石英、方解石、白云石、硅灰石、龍巖洗泥、鉀長石及煅燒滑石。
[0027]2、配料，選取化工原料。
[0028]3、濕法球磨，采用氧化鋯球?yàn)槟デ虻哪猃埬ス蓿瑫r(shí)為了提高球磨效率，將各種硬質(zhì)礦物原料分別預(yù)先球磨處理，再按配方化工配料混合球磨；料球水的比例定為1:2:0.2，球石級配為小球石占50%，中球石占30%，大球石占20%，坯料漿均過325目篩；隨著球磨時(shí)間的增加，球磨效率降低，球磨時(shí)間從1.5h到3h的過程中，中位徑變化較大，但3h后的中位徑變化很??；球磨時(shí)間延長，顆粒會(huì)不斷細(xì)化，但顆粒細(xì)化是破碎和冷焊的共同結(jié)果，一方面顆粒在球間作用力下破碎，另一方面則隨著粉體顆粒表面能的積累，由于分子間的引力作用，使得粉體更容易焊合團(tuán)聚成為大的顆粒。同時(shí)，顆粒越細(xì)小，顆粒表面上的裂紋越細(xì)，出現(xiàn)某一最小斷裂應(yīng)力的裂紋幾率也減小。
[0029]4、過篩除鐵；對球磨后的漿料進(jìn)行多次除鐵，具體操作為:將除鐵器引流工具，使球磨過篩后的漿料順著除鐵器緩慢流下，洗凈除鐵器上的黏附物，重復(fù)該過程數(shù)次，直至除鐵器上未見明顯鐵屑為止。
[0030]5、修坯；細(xì)化原料，有利于獲得致密的坯體和在相對低的溫度下完成燒結(jié)過程。
[0031]6、注漿成型，將具有流動(dòng)性的漿料注入石膏模內(nèi)，利用石膏模的吸水性使?jié){料中分散的顆粒黏附在模壁上，形成和模型相同形狀的坯層，并隨時(shí)間的延長而逐漸增厚，當(dāng)達(dá)到一定的程度時(shí)發(fā)生干煸收縮而與模型壁脫離，此時(shí)即可取出。
[0032]7、脫模干燥，采用電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥，干燥溫度保持在7(T90°C之間，干燥時(shí)間 24h。
[0033]8、細(xì)度檢測 。
【權(quán)利要求】
1.一種中溫鈣質(zhì)日用瓷，是由下列礦物原料和化工原料成分組成，其特征在于:礦物原料包括:球粘土、石英、方解石、白云石、硅灰石、龍巖洗泥、鉀長石及煅燒滑石；化工原料包括:氧化鋁、氧化鐠、氧化鑭、氧化鋅、氫氟酸、六偏磷酸鈉及羧甲基纖維素鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中溫鈣質(zhì)日用瓷，其特征在于:礦物原料以重量百分比組份為:球粘土 2 %、石英12 %、方解石12 %、白云石2 %、硅灰石13 %、龍巖洗泥4 %、鉀長石3 %及煅燒滑石2 %。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中溫鈣質(zhì)日用瓷，其特征在于:化工原料以重量百分比為:氧化招13 %、氧化鐠7 %、氧化鑭5 %、氧化鋅6 %、氫氟酸7 %、六偏磷酸鈉6 %及羧甲基纖維素鈉6 %。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中溫鈣質(zhì)日用瓷的生產(chǎn)方法，其特征在于:包括以下生產(chǎn)步驟: a、坯體原料，選取礦物原料，球粘土、石英、方解石、白云石、硅灰石、龍巖洗泥、鉀長石及煅燒滑石； b、配料，選取化工原料； C、濕法球磨，采用氧化鋯球?yàn)槟デ虻哪猃埬ス蓿瑫r(shí)為了提高球磨效率，將各種硬質(zhì)礦物原料分別預(yù)先球磨處理，再按配方化工配料混合球磨；料球水的比例定為1:2:0.2，球石級配為小球石占50%，中球石占30%，大球石占20%，坯料漿均過325目篩；隨著球磨時(shí)間的增加，球磨效率降低，球磨時(shí)間從1.5h到3h的過程中，中位徑變化較大，但3h后的中位徑變化很??；球磨時(shí)間延長，顆粒會(huì)不斷細(xì)化，但顆粒細(xì)化是破碎和冷焊的共同結(jié)果，一方面顆粒在球間作用力下破碎，另一方面則隨著粉體顆粒表面能的積累，由于分子間的引力作用，使得粉體更容易焊合團(tuán)聚成為大的顆粒。
5.同時(shí)，顆粒越細(xì)小，顆粒表面上的裂紋越細(xì)，出現(xiàn)某一最小斷裂應(yīng)力的裂紋幾率也減小; d、過篩除鐵；對球磨后的漿料進(jìn)行多次除鐵，具體操作為:將除鐵器引流工具，使球磨過篩后的漿料順著除鐵器緩慢流下，洗凈除鐵器上的黏附物，重復(fù)該過程數(shù)次，直至除鐵器上未見明顯鐵屑為止； e、修坯；細(xì)化原料，有利于獲得致密的坯體和在相對低的溫度下完成燒結(jié)過程； f、注漿成型，將具有流動(dòng)性的漿料注入石膏模內(nèi)，利用石膏模的吸水性使?jié){料中分散的顆粒黏附在模壁上，形成和模型相同形狀的坯層，并隨時(shí)間的延長而逐漸增厚，當(dāng)達(dá)到一定的程度時(shí)發(fā)生干煸收縮而與模型壁脫離，此時(shí)即可取出； g、脫模干燥，采用電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥，干燥溫度保持在7(T90°C之間，干燥時(shí)間24h ； h、細(xì)度檢測。
【文檔編號】C04B35/16GK104163623SQ201410336515
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】陳能謹(jǐn) 申請人:陳能謹(jǐn)