本發(fā)明涉及陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫陶瓷制品及其制作工藝。
背景技術(shù)：
中國是世界上最早應(yīng)用陶瓷的國家之一，陶瓷因其質(zhì)地堅硬、細(xì)密、耐高溫、釉色豐富等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于食器、裝飾、科學(xué)等領(lǐng)域。陶瓷是陶器和瓷器的統(tǒng)稱，陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等，常見的陶瓷材料有粘土、氧化鋁、高嶺土等，陶瓷制品的種類繁多，主要分為日用陶瓷、建筑陶瓷、潔具陶瓷及特種陶瓷等，一般根據(jù)陶瓷種類的不同，而選擇不同的原料組成來進(jìn)行燒制，由于陶瓷制品在配料上的不足，雖然其具有硬度高的優(yōu)點(diǎn)，但是其韌性較差、耐高溫性有待提高。
目前現(xiàn)有的耐高溫、性能優(yōu)異的陶瓷制品的生產(chǎn)成本均較高，其普及受到了限制，因此，對陶瓷原料合理匹配，對制作工藝進(jìn)行嚴(yán)格把控，而得到一種耐高溫、性能優(yōu)越的陶瓷制品就顯得尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫陶瓷制品及其制作工藝，從原料組成到制作工藝均進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，原料上采用坯料、釉料以及助劑進(jìn)行合理配制，使燒制得到陶瓷制品具有優(yōu)良的耐高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性，且得到的陶瓷制品的硬度和韌性均較佳；制作工藝上，采用一次燒成的方式進(jìn)行陶瓷的煅燒，提高鏟片強(qiáng)度，降低成本，另外，采用逐漸升溫、分段燒制的方法進(jìn)行煅燒，避免陶瓷水分急劇丟失而產(chǎn)生開裂和不平整，大大提高成品合格率，值得在市場上推廣。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
一種耐高溫陶瓷制品，所述耐高溫陶瓷制品包括200-350重量份的坯料、50-100重量份的釉料和20-40重量份的助劑；
所述坯料由以下重量份的原料組成：高嶺土20-35份、石英15-20份、蛋白石10-15份、長石10-15份、鋯英石8-12份、草木灰10-20份和氧化鎂5-8份；
所述釉料由以下重量份的原料組成：二氧化硅30-45份、氧化鋁20-35份、碳酸鈉5-10份、碳化硅5-10份、二氧化鈦5-10份、氧化鎂1-5份和氧化鋅1-5份；
所述助劑由以下重量份的原料組成：硬脂酸10-15份、乙醇80-120份、納米硅膠10-15份、滑石粉10-20份、丁苯橡膠5-15份、熱塑性聚酯彈體性5-10份和聚氧化乙烯4-7份。
進(jìn)一步地，所述耐高溫陶瓷制品包括280重量份的坯料、70重量份的釉料和30重量份的助劑；
所述坯料由以下重量份的原料組成：高嶺土28份、石英18份、蛋白石12份、長石12份、鋯英石10份、草木灰15份和氧化鎂6份；
所述釉料由以下重量份的原料組成：二氧化硅38份、氧化鋁28份、碳酸鈉7份、碳化硅7份、二氧化鈦7份、氧化鎂3份和氧化鋅3份；
所述助劑由以下重量份的原料組成：硬脂酸12份、乙醇100份、納米硅膠12份、滑石粉15份、丁苯橡膠10份、熱塑性聚酯彈體性7份和聚氧化乙烯6份。
進(jìn)一步地，所述草木灰是將秸稈通過1000-1300℃的高溫煅燒后通過800-1000目標(biāo)準(zhǔn)篩后得到的粉末狀原料。
進(jìn)一步地，所述坯料是通過以下方法得到的：
①按所述重量份稱取高嶺土、石英、蛋白石、長石、鋯英石、草木灰和氧化鎂7種原料混合，得混合料A備用；
②將混合料A與水按照1：0.7重量比混合放入球磨機(jī)球磨28-32小時，放漿，將所得漿料通過180目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到混合料B備用；
③將混合料B壓濾脫水制成含水率為21-25％的泥餅，即可得到所述坯料。
進(jìn)一步地，所述釉料是通過以下方法得到的：按重量份數(shù)稱取二氧化硅30-45份、氧化鋁20-35份、碳酸鈉5-10份、碳化硅5-10份、二氧化鈦5-10份、氧化鎂1-5份和氧化鋅1-5份，將上述原料進(jìn)行粉碎過篩，即可得到所述釉料。
進(jìn)一步地，所述助劑是通過以下方法得到的：a.先將硬脂酸加入乙醇中，充分混合后加熱至沸騰狀態(tài)回流處理10min；b.加入丁苯橡膠，繼續(xù)回流處理10min；c.然后加入熱塑性聚酯彈體性、聚氧化乙烯、滑石粉和納米硅膠，充分混合后于微波頻率2450MHz、功率800W下微波處理10min；d.最后經(jīng)真空干燥后將所得固體粉碎成粉末，得到所述助劑。
本發(fā)明還提供上述一種耐高溫陶瓷制品的制作工藝，包括如下步驟：
1)制作泥料：將坯料粉碎，研磨至過800-850目篩，再與助劑混合均勻后，加入坯料與助劑總質(zhì)量10-12％的水，混合攪拌均勻，得到泥料備用；
2)制作陶瓷坯：將泥料送入模具機(jī)，壓制成型，再移入溫度105-115℃、濕度55-65％的環(huán)境下，進(jìn)行鼓風(fēng)干燥12-24小時，得到陶瓷坯，備用；
3)制作施釉料：將釉料與其總質(zhì)量60-80％的水一起送入球磨機(jī)中，球磨12-24小時后，攪拌2-3min，然后利用目數(shù)為90-110目的篩網(wǎng)進(jìn)行過濾，得到施釉料備用；
4)陶瓷坯浸沒：將所述陶瓷坯在步驟3)所得的施釉料中浸沒8-10s，然后于15-25℃下放置12-18min；
5)煅燒、成型：將經(jīng)過步驟4)浸沒后的陶瓷坯送入煅燒窯中，先以70℃/h的速率升溫，然后于350-450℃下保持40-60min，接著以100℃/h的速率升溫，并于1250-1350℃下保持2-3個小時，最后隨爐冷卻，即可得到所述耐高溫陶瓷制品。
本發(fā)明在坯料的原料中添加草木灰，草木灰是由農(nóng)作物秸稈通過1000-1300℃的高溫煅燒后通過800-1000目標(biāo)準(zhǔn)篩后得到的粉末狀原料，一般農(nóng)作物秸稈都是被作為燃料使用而燃燒后的廢棄物使用范圍也是比較狹窄的或是被拋棄，本發(fā)明通過利用秸稈作為燃料之后的廢棄物用于附加值較高的陶瓷生產(chǎn)，保持了生態(tài)平衡達(dá)到了綠色環(huán)保的目的，大大節(jié)約了陶瓷的制作成本。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
1、在原料組成上，本發(fā)明的耐高溫陶瓷制品由坯料、釉料以及助劑組成，組成本發(fā)明的耐高溫陶瓷制品中坯料的原料中，高嶺土為基礎(chǔ)原料，是一種可塑性原料，在陶瓷的生產(chǎn)中主要起塑化和結(jié)合作用，它賦予坯料可塑性能和注漿成型性能，保證干坯強(qiáng)度及燒后的各種使用性能如機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等，它們是成形能夠進(jìn)行的基礎(chǔ)，也是黏土制陶瓷的成瓷基礎(chǔ)；石英、蛋白石為瘠性原料，在陶瓷的生產(chǎn)中起減黏作用，可降低坯料的粘性；長石為溶劑型原料，在陶瓷的生產(chǎn)中起助熔作用；鋯英石為功能性原料，能增加陶瓷的耐高溫性能；該坯料中各原料在相互協(xié)同作用下，制成均勻性好和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大的陶瓷坯，并且可增強(qiáng)素坯燒結(jié)后的力學(xué)性能，從而提高陶瓷制品的質(zhì)量；釉料能使陶瓷器增加機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、介電強(qiáng)度和防止液體、氣體的侵蝕，組成本發(fā)明的耐高溫陶瓷制品的釉料由化合物組成，這是因為釉料要求化學(xué)成分更純，雜質(zhì)含量更少，以保證制品的色彩、光澤、強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等，其中，二氧化鈦、碳化硅結(jié)合，提高本發(fā)明陶瓷制品的耐高溫能力；助劑能起到增塑的效果，增塑助劑的加入能有效減少坯料的內(nèi)應(yīng)力，提高坯料彈性，從而避免坯料出現(xiàn)開裂現(xiàn)象；上述坯料、釉料以及助劑的共同配合，合理配合，使燒制得到陶瓷制品具有優(yōu)良的耐高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性，且得到的陶瓷制品的硬度和韌性均較佳，不易碎，使用壽命長，環(huán)保衛(wèi)生。
2、在制作工藝上，本發(fā)明的耐高溫陶瓷制品將坯料混合助劑制作陶瓷坯，然后采用一次燒成的方法進(jìn)行施釉，一次燒成非常有利于高附加值的產(chǎn)品，在一次燒成工藝中，釉料與陶瓷坯同時成熟，坯與釉的中間層的形成常常能夠增加產(chǎn)品的強(qiáng)度，陶瓷坯的完全?；嗪苊黠@，有利于提高陶瓷制品的強(qiáng)度，且大幅度降低了產(chǎn)品成本，同時有利于環(huán)境保護(hù)。
綜上所述，本發(fā)明的耐高溫陶瓷制品從原料組成到制作工藝均進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，原料上采用坯料、釉料以及助劑進(jìn)行合理配制，使燒制得到陶瓷制品具有優(yōu)良的耐高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性，且得到的陶瓷制品的硬度和韌性均較佳；制作工藝上，采用一次燒成的方式進(jìn)行陶瓷的煅燒，提高鏟片強(qiáng)度，降低成本，另外，采用逐漸升溫、分段燒制的方法進(jìn)行煅燒，避免陶瓷水分急劇丟失而產(chǎn)生開裂和不平整，大大提高成品合格率，值得在市場上推廣。
【具體實施方式】
下面的實施例可以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不可以以任何方式限制本發(fā)明。
實施例1
本實施例所提供的一種耐高溫陶瓷制品包括200重量份的坯料、50重量份的釉料和20重量份的助劑；其中，坯料由以下重量份的原料組成：高嶺土20份、石英15份、蛋白石10份、長石10份、鋯英石8份、草木灰10份和氧化鎂5份；草木灰是將秸稈通過1000℃的高溫煅燒后通過800目標(biāo)準(zhǔn)篩后得到的粉末狀原料；釉料由以下重量份的原料組成：二氧化硅30份、氧化鋁20份、碳酸鈉5份、碳化硅5份、二氧化鈦5份、氧化鎂1份和氧化鋅1份；助劑由以下重量份的原料組成：硬脂酸10份、乙醇80份、納米硅膠10份、滑石粉10份、丁苯橡膠5份、熱塑性聚酯彈體性5份和聚氧化乙烯4份。
上述耐高溫陶瓷制品的制作工藝包括如下步驟：
(一)制作坯料
①按所述重量份稱取高嶺土、石英、蛋白石、長石、鋯英石、草木灰和氧化鎂7種原料混合，得混合料A備用；
②將混合料A與水按照1：0.7重量比混合放入球磨機(jī)球磨28小時，放漿，將所得漿料通過180目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到混合料B備用；
③將混合料B壓濾脫水制成含水率為21％的泥餅，即可得到所述坯料。
(二)制作釉料
按重量份數(shù)稱取二氧化硅30份、氧化鋁20份、碳酸鈉5份、碳化硅5份、二氧化鈦5份、氧化鎂1份和氧化鋅1份，將上述原料進(jìn)行粉碎過篩，即可得到所述釉料。
(三)制作助劑
a.先將硬脂酸加入乙醇中，充分混合后加熱至沸騰狀態(tài)回流處理10min；
b.加入丁苯橡膠，繼續(xù)回流處理10min；
c.然后加入熱塑性聚酯彈體性、聚氧化乙烯、滑石粉和納米硅膠，充分混合后于微波頻率2450MHz、功率800W下微波處理10min；d.最后經(jīng)真空干燥后將所得固體粉碎成粉末，得到所述助劑。
(四)制作耐高溫陶瓷制品
1)制作泥料：將坯料粉碎，研磨至過800目篩，再與助劑混合均勻后，加入坯料與助劑總質(zhì)量10％的水，混合攪拌均勻，得到泥料備用；
2)制作陶瓷坯：將泥料送入模具機(jī)，壓制成型，再移入溫度105℃、濕度55％的環(huán)境下，進(jìn)行鼓風(fēng)干燥12小時，得到陶瓷坯，備用；
3)制作施釉料：將釉料與其總質(zhì)量60％的水一起送入球磨機(jī)中，球磨12小時后，攪拌2min，然后利用目數(shù)為90目的篩網(wǎng)進(jìn)行過濾，得到施釉料備用；
4)陶瓷坯浸沒：將所述陶瓷坯在步驟3)所得的施釉料中浸沒8s，然后于15℃下放置12min；
5)煅燒、成型：將經(jīng)過步驟4)浸沒后的陶瓷坯送入煅燒窯中，先以70℃/h的速率升溫，然后于350℃下保持40min，接著以100℃/h的速率升溫，并于1250℃下保持2個小時，最后隨爐冷卻，即可得到所述耐高溫陶瓷制品。
實施例2
本實施例所提供的一種耐高溫陶瓷制品包括280重量份的坯料、70重量份的釉料和30重量份的助劑；其中，坯料由以下重量份的原料組成：高嶺土28份、石英18份、蛋白石12份、長石12份、鋯英石10份、草木灰15份和氧化鎂6份；草木灰是將秸稈通過1200℃的高溫煅燒后通過900目標(biāo)準(zhǔn)篩后得到的粉末狀原料；釉料由以下重量份的原料組成：二氧化硅38份、氧化鋁28份、碳酸鈉7份、碳化硅7份、二氧化鈦7份、氧化鎂3份和氧化鋅3份；助劑由以下重量份的原料組成：硬脂酸12份、乙醇100份、納米硅膠12份、滑石粉15份、丁苯橡膠10份、熱塑性聚酯彈體性7份和聚氧化乙烯6份。
上述耐高溫陶瓷制品的制作工藝包括如下步驟：
(一)制作坯料
①按所述重量份稱取高嶺土、石英、蛋白石、長石、鋯英石、草木灰和氧化鎂7種原料混合，得混合料A備用；
②將混合料A與水按照1：0.7重量比混合放入球磨機(jī)球磨30小時，放漿，將所得漿料通過180目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到混合料B備用；
③將混合料B壓濾脫水制成含水率為23％的泥餅，即可得到所述坯料。
(二)制作釉料
按重量份數(shù)稱取二氧化硅38份、氧化鋁28份、碳酸鈉7份、碳化硅7份、二氧化鈦7份、氧化鎂3份和氧化鋅3份，將上述原料進(jìn)行粉碎過篩，即可得到所述釉料。
(三)制作助劑
a.先將硬脂酸加入乙醇中，充分混合后加熱至沸騰狀態(tài)回流處理10min；
b.加入丁苯橡膠，繼續(xù)回流處理10min；
c.然后加入熱塑性聚酯彈體性、聚氧化乙烯、滑石粉和納米硅膠，充分混合后于微波頻率2450MHz、功率800W下微波處理10min；d.最后經(jīng)真空干燥后將所得固體粉碎成粉末，得到所述助劑。
(四)制作耐高溫陶瓷制品
1)制作泥料：將坯料粉碎，研磨至過830目篩，再與助劑混合均勻后，加入坯料與助劑總質(zhì)量11％的水，混合攪拌均勻，得到泥料備用；
2)制作陶瓷坯：將泥料送入模具機(jī)，壓制成型，再移入溫度110℃、濕度60％的環(huán)境下，進(jìn)行鼓風(fēng)干燥18小時，得到陶瓷坯，備用；
3)制作施釉料：將釉料與其總質(zhì)量70％的水一起送入球磨機(jī)中，球磨18小時后，攪拌2.5min，然后利用目數(shù)為100目的篩網(wǎng)進(jìn)行過濾，得到施釉料備用；
4)陶瓷坯浸沒：將所述陶瓷坯在步驟3)所得的施釉料中浸沒9s，然后于20℃下放置15min；
5)煅燒、成型：將經(jīng)過步驟4)浸沒后的陶瓷坯送入煅燒窯中，先以70℃/h的速率升溫，然后于400℃下保持50min，接著以100℃/h的速率升溫，并于1300℃下保持2.5個小時，最后隨爐冷卻，即可得到所述耐高溫陶瓷制品。
實施例3
本實施例所提供的一種耐高溫陶瓷制品包括350重量份的坯料、100重量份的釉料和40重量份的助劑；其中，坯料由以下重量份的原料組成：高嶺土35份、石英20份、蛋白石15份、長石15份、鋯英石12份、草木灰20份和氧化鎂8份；草木灰是將秸稈通過1300℃的高溫煅燒后通過1000目標(biāo)準(zhǔn)篩后得到的粉末狀原料；釉料由以下重量份的原料組成：二氧化硅45份、氧化鋁35份、碳酸鈉10份、碳化硅10份、二氧化鈦10份、氧化鎂5份和氧化鋅5份；助劑由以下重量份的原料組成：硬脂酸15份、乙醇120份、納米硅膠15份、滑石粉20份、丁苯橡膠15份、熱塑性聚酯彈體性10份和聚氧化乙烯7份。
上述耐高溫陶瓷制品的制作工藝包括如下步驟：
(一)制作坯料
①按所述重量份稱取高嶺土、石英、蛋白石、長石、鋯英石、草木灰和氧化鎂7種原料混合，得混合料A備用；
②將混合料A與水按照1：0.7重量比混合放入球磨機(jī)球磨32小時，放漿，將所得漿料通過180目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到混合料B備用；
③將混合料B壓濾脫水制成含水率為25％的泥餅，即可得到所述坯料。
(二)制作釉料
按重量份數(shù)稱取二氧化硅45份、氧化鋁35份、碳酸鈉10份、碳化硅10份、二氧化鈦10份、氧化鎂5份和氧化鋅5份，將上述原料進(jìn)行粉碎過篩，即可得到所述釉料。
(三)制作助劑
a.先將硬脂酸加入乙醇中，充分混合后加熱至沸騰狀態(tài)回流處理10min；
b.加入丁苯橡膠，繼續(xù)回流處理10min；
c.然后加入熱塑性聚酯彈體性、聚氧化乙烯、滑石粉和納米硅膠，充分混合后于微波頻率2450MHz、功率800W下微波處理10min；d.最后經(jīng)真空干燥后將所得固體粉碎成粉末，得到所述助劑。
(四)制作耐高溫陶瓷制品
1)制作泥料：將坯料粉碎，研磨至過850目篩，再與助劑混合均勻后，加入坯料與助劑總質(zhì)量12％的水，混合攪拌均勻，得到泥料備用；
2)制作陶瓷坯：將泥料送入模具機(jī)，壓制成型，再移入溫度115℃、濕度65％的環(huán)境下，進(jìn)行鼓風(fēng)干燥24小時，得到陶瓷坯，備用；
3)制作施釉料：將釉料與其總質(zhì)量80％的水一起送入球磨機(jī)中，球磨24小時后，攪拌3min，然后利用目數(shù)為110目的篩網(wǎng)進(jìn)行過濾，得到施釉料備用；
4)陶瓷坯浸沒：將所述陶瓷坯在步驟3)所得的施釉料中浸沒10s，然后于25℃下放置18min；
5)煅燒、成型：將經(jīng)過步驟4)浸沒后的陶瓷坯送入煅燒窯中，先以70℃/h的速率升溫，然后于450℃下保持60min，接著以100℃/h的速率升溫，并于1350℃下保持3個小時，最后隨爐冷卻，即可得到所述耐高溫陶瓷制品。
性能測試
為了更清楚的說明本發(fā)明的特色，分以下4組進(jìn)行對比實驗：
第一組：實施例1所述的耐高溫陶瓷制品；
第二組：實施例2所述的耐高溫陶瓷制品；
第三組：實施例3所述的耐高溫陶瓷制品；
第四組：不區(qū)分坯料、釉料和助劑，陶瓷制品的原料改為：53％高嶺土、22％石英、13％長石、6％氧化鋁、3％氧化鎂和3％氮化硅，在制作工藝中去掉坯料、釉料和助劑的生產(chǎn)步驟，其他方式按照實施例2進(jìn)行。
按照第一組至第四組燒制的陶瓷制品的抗折強(qiáng)度分別為25.6MPa、26.9MPa、25.8MPa、19.7MPa，此外，將第一組至第三組燒制的陶瓷制品于200℃高溫下恒溫保持2h后，立刻將陶瓷制品放入到冷水中，陶瓷制品表面和內(nèi)部橫斷面均無明顯變化，未出現(xiàn)裂紋，第四組燒制的陶瓷制品則在制品表面出現(xiàn)多處裂紋。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。