專利名稱：：一種中低溫?zé)Y(jié)日用滑石瓷及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于日用陶瓷
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種日用滑石瓷的新材質(zhì)，以及一種生產(chǎn)這種日用滑石瓷的方法。
背景技術(shù)：
：日用滑石瓷是山東省硅酸鹽研究設(shè)計(jì)院在上世紀(jì)70年代研制出的一個(gè)新瓷種。70年代以后，國(guó)內(nèi)的山東、遼寧、河北等產(chǎn)瓷區(qū)，國(guó)外的日本都進(jìn)行了大量的研究，并投入了批量生產(chǎn)。日用滑石瓷以滑石為主體原料，其原料配方范圍一般為燒滑石7075%，長(zhǎng)石1015%，粘土1218%。滑石瓷的特點(diǎn)是白度高，強(qiáng)度大，透光度好，色澤光潤(rùn)，可用作精細(xì)日用瓷和工藝美術(shù)瓷。但是，成型性能差、燒成范圍窄和容易炸瓷等三大問(wèn)題始終困擾著日用滑石瓷的生產(chǎn)，一直沒(méi)有得到很好的解決，成為制約日用滑石瓷發(fā)展的瓶頸。為此，人們做了大量的研究和開(kāi)發(fā)工作，也取得了一些重要進(jìn)展，但卻未能從根本上解決日用滑石瓷的成型和燒成問(wèn)題。例如，近幾年研制成功的第二代滑石質(zhì)日用細(xì)瓷(見(jiàn)《山東陶瓷》Vol.30，No.1，F(xiàn)eb.2007，P39)，其原料配方范圍是燒滑石7175%，長(zhǎng)石1012%，粘土1418%，它與傳統(tǒng)的第一代日用滑石瓷在配方組成上相差甚微，兩者并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，也就是說(shuō)第二代滑石質(zhì)日用細(xì)瓷并未擺脫傳統(tǒng)日用滑石瓷的窠臼。不論第一代日用滑石瓷還是第二代日用滑石瓷，其滑石用量都高達(dá)70%以上，而其粘土用量?jī)H為15%左右，因此導(dǎo)致泥料的可塑性差，不能很好滿足成型要求。迄今為止，對(duì)于日用滑石瓷的原料配方有一個(gè)固有的觀念，即認(rèn)為只有燒滑石(又稱偏滑石)的用量大于燒高嶺(又稱偏高嶺)的四倍時(shí)，滑石瓷才有較寬的燒結(jié)范圍；若減少滑石的用量，增加高嶺土的用量，坯料的燒結(jié)范圍則變窄。因此，傳統(tǒng)的思路是寧可采取其它措施去提高泥料的塑性，也不會(huì)考慮增加高嶺土的用量。盡管通過(guò)添加有機(jī)增塑劑或引入可塑性強(qiáng)的膨潤(rùn)土等措施可以提高泥料的可塑性，但是過(guò)多的有機(jī)增塑劑會(huì)使泥漿脫水困難，并縮短石膏模具的使用壽命，而膨潤(rùn)土的用量也不能太多，否則隨膨潤(rùn)土一起引入的著色氧化物會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的白度。傳統(tǒng)日用滑石瓷燒成溫度一般都大于130(TC，燒成溫度高，并且燒成范圍窄，溫度相差15t:，坯體已由生燒變?yōu)檫^(guò)燒。日用滑石瓷的主晶相為原頑輝石，而原頑輝石的膨脹系數(shù)很大，致使日用滑石瓷的膨脹系數(shù)高，一般在7.88.5X10—6/°C。在溫度急劇變化的情況下，產(chǎn)品的熱膨脹系數(shù)越大，其所受的熱應(yīng)力就越大，因此，傳統(tǒng)日用滑石瓷還存在容易炸瓷的缺陷。綜上所述，傳統(tǒng)日用滑石瓷盡管具有高強(qiáng)、高白、高透的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)它也存在成型性能差、燒成范圍窄和容易炸瓷等三個(gè)致命弱點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)一種日用滑石瓷新材質(zhì)，使之既能保持固有的優(yōu)點(diǎn)，又能從根本上解決制約滑石瓷發(fā)展的三大難題，這對(duì)滑石瓷的發(fā)展是非常有意義的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有日用滑石瓷生產(chǎn)技術(shù)上的不足，提供一種中低溫?zé)Y(jié)的日用滑石瓷新材質(zhì)，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)這種中低溫?zé)Y(jié)日用滑石瓷的方法，該方法可以很好地解決現(xiàn)有技術(shù)存在的成型性能差、燒結(jié)范圍窄和容易炸瓷的問(wèn)題。本發(fā)明提供的一種中低溫?zé)Y(jié)日用滑石瓷，經(jīng)1180°C123(TC燒成，其特征在于瓷坯的化學(xué)組成按重量比為5863%Si02、1520%Al203、1520%Mg0、24%K20、0.51%Na20、l2%CaO，瓷體中含有堇青石和原頑輝石兩種晶相，并且堇青石的量多于原頑輝石，是一種堇青石_原頑輝石質(zhì)瓷。本發(fā)明提供的一種生產(chǎn)上述中低溫?zé)Y(jié)日用滑石瓷的方法，生產(chǎn)工藝流程與目前通用的日用滑石瓷相同，其特征在于所用的原料配方按重量比為滑石5055%、高嶺土2530%、長(zhǎng)石1520%、氧化鋁25%，且偏滑石偏高嶺=(1.92.6):l，其燒成溫度范圍為1180。C1230°C。傳統(tǒng)日用滑石瓷屬于MgO-Al203_Si02三元系統(tǒng)，其配料點(diǎn)都在偏滑石B(3Mg04Si02)和偏高嶺C(A12032Si02)的連線上靠近偏滑石一側(cè)(見(jiàn)圖1)，并且偏滑石偏高嶺>4:l，其產(chǎn)品的主晶相是原頑火輝石，其次有少量斜頑輝石和a-方石英。本發(fā)明在坯體配方中創(chuàng)新性地引入氧化鋁，使配料點(diǎn)落在由氧化鋁A、偏滑石B和偏高嶺C三者構(gòu)成的的配料三角形ABC中。這樣就打破了傳統(tǒng)日用滑石瓷原料配方的束縛，突破了公認(rèn)的偏滑石的用量必須大于偏高嶺用量四倍以上的觀點(diǎn)，將滑石量減至5055%，而高嶺土增加到2530%，這樣就保證了坯料具有良好的成型性能。本發(fā)明在減少原料配方中滑石用量的同時(shí)，增加了高嶺土的用量，使偏滑石偏高嶺=a.92.e):i，這就從根本上解決了滑石瓷成型難的問(wèn)題?；蔁煞秶冋脑蚴怯捎谄渑浞浇M成接近原頑輝石-堇青石-鱗石英三元系統(tǒng)的最低共熔點(diǎn)組成，當(dāng)溫度低于最低共熔點(diǎn)溫度時(shí)(理論上最低共熔點(diǎn)溫度為1355t:，實(shí)際上由于存在雜質(zhì)而有所降低但仍高于1300°C)，坯體中沒(méi)有液相生成，但一到最低共熔點(diǎn)溫度便出現(xiàn)大量液相，而且液相量隨溫度升高迅速增加，導(dǎo)致瓷坯過(guò)燒變形，表現(xiàn)為滑石瓷燒成范圍狹窄，通常其燒成溫度范圍只有2(TC左右。本發(fā)明通過(guò)引入足夠的長(zhǎng)石，一方面大大降低了坯體的燒結(jié)溫度；另一方面使坯體在大大低于低共熔點(diǎn)溫度以下提前燒結(jié)，這就有利于擴(kuò)大坯體的燒結(jié)范圍。增加長(zhǎng)石用量可以使瓷坯在120(TC左右產(chǎn)生大量的液相促進(jìn)瓷坯燒結(jié)，由于長(zhǎng)石在高溫下所形成的液相粘度大，而且其液相的高溫粘度值隨溫度升高增加緩慢，因此瓷坯不易變形，生產(chǎn)上表現(xiàn)為瓷坯不但燒成溫度低，而且燒成范圍寬。傳統(tǒng)的滑石瓷所用的長(zhǎng)石量較少，它必須燒到130(TC以上才能形成足夠的液相促進(jìn)瓷壞致密燒結(jié)，此時(shí)已達(dá)到最低共熔點(diǎn)溫度，繼續(xù)提高溫度將使瓷坯由于液相量劇增而出現(xiàn)過(guò)燒變形。本發(fā)明在配方中加入25%氧化鋁，以保證瓷坯中最后析出原頑輝石和堇青石兩種晶相，并且使瓷坯中的堇青石含量高于原頑輝石的含量。由于堇青石熱膨脹系數(shù)(2.3X10—7°C)遠(yuǎn)小于頑火輝石的熱膨脹系數(shù)(13.5X10—7°C)，因此本發(fā)明的滑石瓷熱膨脹系數(shù)較小，其值小于6.0X10—7°C(RT70(TC)。相比之下，傳統(tǒng)滑石瓷以高膨脹系數(shù)的原頑火輝石為主晶相，其膨脹系數(shù)高達(dá)7.88.5X10—7°C，因此容易出現(xiàn)炸瓷的缺陷。本發(fā)明的中溫?zé)Y(jié)日用滑石瓷除具有傳統(tǒng)滑石瓷"高白、高透和高強(qiáng)"的特點(diǎn)外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)1)配方中高嶺土用量達(dá)到25%以上，坯料成型性能好，無(wú)須添加有機(jī)增塑劑。2)瓷坯燒成溫度范圍為1180°C123(TC，因此，本發(fā)明的滑石瓷燒成溫度低、燒結(jié)范圍寬、節(jié)能降耗，易于產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。圖1為MgO-Al203_Si02三元系統(tǒng)相圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1:按坯料配方稱取原料滑石53%、高嶺土27%、鉀長(zhǎng)石17%、氧化鋁3%，將上述原料投入球磨機(jī)內(nèi)，混合球磨至所要求的細(xì)度(即10i!m以下的顆粒累計(jì)百分?jǐn)?shù)占90X以上)，依次進(jìn)行過(guò)篩、除鐵、壓濾、練泥、陳腐、成型，施釉，然后在118(TC123(TC燒結(jié)成瓷。所得產(chǎn)品的坯料化學(xué)組成為61.61%Si02、16.14%A1203、2.55%K20、0.66%Na20、CaO1.29%、MgO17.59%、Fe2030.14%、Ti020.02%。實(shí)施例2:按坯料配方稱取原料滑石50%、高嶺土26%、鉀長(zhǎng)石20%、氧化鋁4%，其生產(chǎn)工藝與實(shí)施例1相同。所得產(chǎn)品的坯料化學(xué)組成為61.19%Si02、17.29%Al203、2.80%K20、0.75%Na20、l.23%CaO、16.60%MgO、0.14%Fe203、0.02%Ti02。實(shí)施例3:按坯料配方稱取原料滑石55%、高嶺土28%、鉀長(zhǎng)石15%、氧化鋁2%，其生產(chǎn)工藝與實(shí)施例1相同。所得產(chǎn)品的坯料化學(xué)組成為62.09%Si02、15.15%Al203、2.38%K20、0.61%Na20、l.34%CaO、18.27%MgO、0.15%Fe203、0.02%Ti02。由上述各實(shí)施例所制得的產(chǎn)品性能如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種中低溫?zé)Y(jié)日用滑石瓷，其特征在于其化學(xué)組成按重量比為58～63％SiO2、15～20％Al2O3、15～20％MgO、2～4％K2O、0.5～1％Na2O、1～2％CaO，瓷體中含有堇青石和原頑輝石兩種晶相，并且堇青石的量多于原頑輝石，是一種堇青石-原頑輝石質(zhì)瓷。2.—種生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述中低溫?zé)Y(jié)日用滑石瓷的方法，其特征在于所用的原料配方按重量比為滑石5055%、高嶺土2530%、長(zhǎng)石1520%、氧化鋁25%，且偏滑石偏高嶺=(1.92.6):l，其燒成溫度范圍為118(TC1230°C。全文摘要本發(fā)明屬于日用陶瓷
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種中低溫?zé)Y(jié)日用滑石瓷及其生產(chǎn)方法，該瓷的化學(xué)組成為58～63％SiO2、15～20％Al2O3、15～20％MgO、2～4％K2O、0.5～1％Na2O、1～2％CaO；所用的原料配方為滑石50～55％，高嶺土25～30％，長(zhǎng)石15～20％，氧化鋁2～5％。本發(fā)明的日用滑石瓷燒成溫度范圍為1180℃～1230℃，所用的高嶺土和長(zhǎng)石量大，具有成型性能好、燒成范圍寬和燒成溫度低的優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有滑石瓷成型難、燒成難和易炸瓷的缺點(diǎn)，易于推廣應(yīng)用。文檔編號(hào)C04B35/18GK101717248SQ20091018652公開(kāi)日2010年6月2日申請(qǐng)日期2009年11月20日優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日發(fā)明者劉健敏,包鎮(zhèn)紅,江偉輝,苗立鋒,虞澎澎,譚訓(xùn)彥申請(qǐng)人:景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院