專利名稱：類瓷工業(yè)紫砂制品材料及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合型類瓷工業(yè)紫砂制品材料及制造方法，屬于硅酸鹽及紫砂制 品制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紫砂是復(fù)合類硅酸鹽礦物的一種，紫砂泥共分為包括紫泥、綠泥及紅泥三種，統(tǒng)稱 紫砂泥，為粉質(zhì)巖泥，是粉砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，含鐵量較高，主要產(chǎn)地是中國江蘇宜興。紫砂陶器所用主要原料是紫泥，行家形容紫泥是泥中有“骨”。這個(gè)“骨”就是紫泥 中的石英顆粒，也就是紫砂泥中的“砂”。它與粘土、云母、赤鐵礦共生一體。紫泥是甲泥礦層的一個(gè)夾層，礦體呈薄層狀、透鏡狀，礦層厚度一般在幾十公分到 一公尺左右，穩(wěn)定性差，原料外觀顏色呈紫色、紫紅色，并帶有淺綠色斑點(diǎn)，燒后外觀顏色則 呈紫色、紫棕色、紫黑色。紫泥主要成份為水云母，并含有不等量的高嶺土、石英、云母屑及 鐵質(zhì)等。綜合分析，紫砂泥屬于粒土-石英云母系，頗類制瓷原料的特點(diǎn)，因此單種原料即 具有理想的可塑性，泥坯強(qiáng)度高，干燥收縮率小，為多種造型提供了良好的工藝條件。在顯微鏡下可觀察到紫砂團(tuán)粒之間，石英、粘土等單一礦物與團(tuán)粒之間的鏈狀氣 孔，以及團(tuán)粒內(nèi)部的微細(xì)氣孔。并且，紫砂有別于普通陶瓷的單晶結(jié)構(gòu)，紫砂是雙重氣孔結(jié) 構(gòu)。紫砂所具有的雙重氣孔結(jié)構(gòu)，是的紫砂制品具有極高的氣孔密度和一定的氣孔率。目前的紫砂陶選泥、泥的制備、燒成等現(xiàn)有工藝，使得紫砂陶隨具有一定的機(jī)械強(qiáng) 度，但紫砂泥中的氧化鐵含量相當(dāng)高，根據(jù)二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鐵三元 相理論，如果制品在氧化氣氛中燒成，則物相在1350°C以下不產(chǎn)生液相圖，不形成低共熔 物，由于紫砂泥中尚有氧化鉻、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉等成份，而且實(shí)際紫砂陶的燒成溫度 大多為1100 1180°C，在此溫度下，泥料中各礦物相的擴(kuò)散速度不大，赤鐵礦不作為一種 相存在，整個(gè)坯件玻璃相較低，使制品的冷卻收縮率約為15%，且產(chǎn)品抗彎強(qiáng)度較低，對產(chǎn) 品的精密尺寸影響較大，無法作為工業(yè)精密零配件使用。如以還原氣氛燒成，則僅應(yīng)按二氧 化硅、三氧化二鋁、氧化鐵系相圖進(jìn)行，在1100°C左右形成低熔共熔物而產(chǎn)生液相。三氧化 二鐵大量還原氧化鐵色泥由紫紅變紫黑，制品表面提前燒結(jié)還原過程中沉積的炭素和分解 的氣體無法逸出而發(fā)生鼓泡、積炭，造成廢品。能夠在較低的適用溫度下燒制一種復(fù)合型 工業(yè)產(chǎn)品紫砂制品，既要滿足紫砂制品原有使用要求，又能滿足低收縮率、高抗彎強(qiáng)度以及 氣孔密度和氣孔率要求是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種復(fù)合型類瓷工業(yè)紫砂制品材料及制造方法。本發(fā)明的目的可以通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所述復(fù)合型類瓷工業(yè)紫砂制品，其特征在于由以下原料配制而成，各種原 料以重量百分比計(jì)為紫砂泥(紫泥)50-80%；
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粘土類礦物8-12%;α -AL2O3 粉15 % —20 % ；合成骨粉1-5%;長石1.5-5%;有機(jī)無機(jī)增塑劑1-5% ；復(fù)合熔劑及礦物1-5%。其中所述的粘土類礦物組成成分總量百分含量Si0256-65%，AL20225-30%，F(xiàn)e2O3O. 3-05%，TiO2O. 03-0. 05%，CaOO. 06-0. 15%, MgO 0. 25-0. 33 %，K2O 4. 2-5. 4 %，Na2O 0. 3-0. 36 %。其中所述的有機(jī)無機(jī)增塑劑包括羧甲基纖維素鈉和無機(jī)改性粘土。其中所述的復(fù)合熔劑及礦物包括鈉長石、鋰輝石、ZnO, BaCO30本發(fā)明所述復(fù)合型工業(yè)紫砂制品材料的制造方法，其特征在于包括以下工藝步 驟濕法水球研磨將所述的紫砂泥(紫泥)、粘土類礦物、α -AL2O3粉、合成骨粉、 長石、有機(jī)無機(jī)增塑劑、復(fù)合熔劑及礦物等原料攪拌混合，采用濕法水球研磨，研磨時(shí)間為 16- 小時(shí)，其各材料研磨細(xì)度要求是紫砂泥600目-1000目，粘土類礦物600目-1000 目，α-AL2O3粉500目-1000目，合成骨粉400目-500目，有機(jī)無機(jī)增塑劑與復(fù)合熔劑及礦 物的平均粒度小于等于10 μ m。混合成漿將研磨好的原料共混成漿，采用1. 8至2. 5萬高斯強(qiáng)度進(jìn)行除鐵，榨泥， 粗練，陳腐，經(jīng)過濾水處理，成型自然干燥。初次燒坯將烘干料坯在窯中經(jīng)過900°C -1000°C燒制，恒溫9至11小時(shí)，后自然 冷卻，再將經(jīng)過初次燒坯的坯料粉碎為150至200目顆粒，并將該顆粒通過真空煉泥機(jī)進(jìn)行 捏煉成為熟泥料，最后再加入金屬模具中加工成所需形狀，將成型后的坯料自然干燥。第二次燒坯將自然干燥后的坯料，放入窯中經(jīng)過1000°C至1150°C，燒制時(shí)間5至 8小時(shí)，采用氧化氣氛，將成型后的坯料自然干燥。第三次燒坯將自然干燥后的坯料，放入窯中經(jīng)過1100°C至1200°C，燒制時(shí)間4至 5小時(shí)，采用氧化氣氛，燒制成玻璃相且產(chǎn)生均勻的封閉微氣孔，并完全燒結(jié)的輕質(zhì)類紫砂 瓷制品。自然冷卻，出爐，脫模。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)由于采用高硅質(zhì)和高鎂質(zhì)的粘土改變了原有紫砂泥中的富鐵的粘土-石 英-云母系成份，礦物中所含玻璃相較少的特點(diǎn)，使傳統(tǒng)的紫砂產(chǎn)品具備了類瓷的材料性 質(zhì)。(2)采用獨(dú)特的三次高溫?zé)品?，特別是第三次燒坯，溫度超過1200°，已經(jīng)突破 紫砂傳統(tǒng)燒制溫度，已經(jīng)接近陶器的燒制溫度限額，在燒制條件方面，具備了生成類瓷產(chǎn)品 的性質(zhì)，坯料可以完全燒結(jié)。(3)由于采用了有機(jī)無機(jī)增塑劑，提高了混合泥料的塑性，進(jìn)一步提升了原有紫砂 泥可塑性，使得坯料可以更好的成型，便于精確加工所需的各種形狀樣件。(4)由于加入了復(fù)合熔劑及礦化物，實(shí)現(xiàn)了坯體在燒制溫度范圍內(nèi)最低溫度成型， 在成類瓷的情況下，溫度僅在1200°左右。
(5)由于加入α-AL2O3粉、合成骨粉、長石，提升了成品材質(zhì)的強(qiáng)化水平和使用效 果，主晶相為α-AL2O3、極少殘余石英。產(chǎn)品抗折強(qiáng)度可達(dá)350mpa，熱穩(wěn)定性在200-20°C 水中交換一次未裂，達(dá)到了瓷化的程度。(6)經(jīng)過本發(fā)明制造方法的成型精加工工序，使制品形成一層致密的表皮層。由於 它的存在，擴(kuò)大了制品的燒成范圍，不論是正常燒成溫度的上限或下限，表皮層都能燒結(jié)， 而制品內(nèi)壁仍能形成氣孔。因此，成型的精加工工藝，具有把泥料、成型、燒成三者有機(jī)地結(jié) 合在一起的作用，紫砂產(chǎn)品面光潔，仍保持了原有的紫砂陶制品有氣孔率而不滲漏，透氣不 透水等特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
與實(shí)施例說明下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式主要包括濕法水球研磨、混合成漿、初次燒坯、第二次燒坯等 步驟工藝。本是實(shí)施例說明所列舉具體案例所涉及的具體用材、工藝方法參數(shù)均不是對本發(fā) 明所述的工業(yè)紫砂制品材料及制造方法約束。本發(fā)明所述復(fù)合型類瓷工業(yè)紫砂制品，其特征在于由以下原料配制而成，各種原 料以重量百分比計(jì)為紫砂泥(紫泥)75% ；粘土類礦物8%;α-AL2O3 粉10% ；合成骨粉2%;長石2%;有機(jī)無機(jī)增塑劑2%;復(fù)合熔劑及礦物1%。其中所述的粘土類礦物組成成分總量百分含量Si0256-65%，AL20225-30%，F(xiàn)e2O3O. 3-05%，TiO2O. 03-0. 05%，CaOO. 06-0. 15%, MgO 0. 25-0. 33 %，K2O 4. 2-5. 4 %，Na2O 0. 3-0. 36 %。其中所述的有機(jī)無機(jī)增塑劑包括羧甲基纖維素鈉和無機(jī)改性粘土。其中所述的復(fù)合熔劑及礦物包括鈉長石、鋰輝石、ZnO, BaCO30本發(fā)明所述復(fù)合型工業(yè)紫砂制品材料的制造方法，其特征在于包括以下工藝步 驟濕法水球研磨將所述的紫砂泥(紫泥)、粘土類礦物、α -AL2O3粉、合成骨粉、 長石、有機(jī)無機(jī)增塑劑、復(fù)合熔劑及礦物等原料攪拌混合，采用濕法水球研磨，研磨時(shí)間為 20小時(shí)，其各材料研磨細(xì)度要求是紫砂泥600目-1000目，粘土類礦物600目-1000目， α-AL2O3粉500目-1000目，合成骨粉400目-500目，有機(jī)無機(jī)增塑劑與復(fù)合熔劑及礦物 的平均粒度為8 μ m。混合成漿將研磨好的原料共混成漿，采用2. 2萬高斯強(qiáng)度進(jìn)行除鐵，榨泥，粗練， 陳腐，將配置好的混合漿液在濾水機(jī)濾水后制成正方體塊坯，成型自然干燥。初次燒坯將烘干料坯在窯中經(jīng)過900°C -1000°C燒制，恒溫9至11小時(shí)，后自然 冷卻，再將經(jīng)過初次燒坯的坯料粉碎為150至200目顆粒，并將該顆粒通過真空煉泥機(jī)進(jìn)行捏煉成為熟泥料，最后再加入金屬模具中加工成所需形狀，將成型后的坯料自然干燥。第二次燒坯將自然干燥后的坯料，放入窯中經(jīng)過1000°C至1150°C，燒制時(shí)間5至 8小時(shí)，采用氧化氣氛，將成型后的坯料自然干燥。第三次燒坯將自然干燥后的坯料，放入窯中經(jīng)過1100°C至1200°C，燒制時(shí)間4至 5小時(shí)，采用氧化氣氛，燒制成玻璃相且產(chǎn)生均勻的封閉微氣孔，并完全燒結(jié)的輕質(zhì)類紫砂 瓷制品。自然冷卻，出爐，脫模。
權(quán)利要求
1.類瓷工業(yè)紫砂制品材料及制造方法，其特征在于由以下原料配制而成，各種原料以 重量百分比計(jì)為紫砂泥(紫泥)50-80% ； 粘土類礦物8-12% ； α -AL2O3 粉15% -20% ； 合成骨粉1-5% ； 長石1. 5-5% ； 有機(jī)無機(jī)增塑劑1-5% ； 復(fù)合熔劑及礦物1-5%。
2.類瓷工業(yè)紫砂制品材料及制造方法，其特征在于包括以下工藝步驟濕法水球研磨將所述的紫砂泥(紫泥)、粘土類礦物、α -AL2O3粉、合成骨粉、長石、有 機(jī)無機(jī)增塑劑、復(fù)合熔劑及礦物等原料攪拌混合，采用濕法水球研磨，研磨時(shí)間為16-Μ小 時(shí)，其各材料研磨細(xì)度要求是紫砂泥600目-1000目，粘土類礦物600目-1000目，Ci-AL2O3 粉500目-1000目，合成骨粉400目-500目，有機(jī)無機(jī)增塑劑與復(fù)合熔劑及礦物的平均粒 度小于等于10 μ m?；旌铣蓾{將研磨好的原料共混成漿，采用1. 8至2. 5萬高斯強(qiáng)度進(jìn)行除鐵，榨泥，粗 練，陳腐，經(jīng)過濾水處理，成型自然干燥。初次燒坯將烘干料坯在窯中經(jīng)過900°C -KKKTC燒制，恒溫9至11小時(shí)，后自然冷卻， 再將經(jīng)過初次燒坯的坯料粉碎為150至200目顆粒，并將該顆粒通過真空煉泥機(jī)進(jìn)行捏煉 成為熟泥料，最后再加入金屬模具中加工成所需形狀，將成型后的坯料自然干燥。第二次燒坯將自然干燥后的坯料，放入窯中經(jīng)過1000°C至1150°C，燒制時(shí)間5至8小 時(shí)，采用氧化氣氛，將成型后的坯料自然干燥第三次燒坯將自然干燥后的坯料，放入窯中經(jīng)過1100°C至1200°C，燒制時(shí)間4至5小 時(shí)，采用氧化氣氛，燒制成玻璃相且產(chǎn)生均勻的封閉微氣孔，并完全燒結(jié)的輕質(zhì)類紫砂瓷制 品。自然冷卻，出爐，脫模。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的類瓷工業(yè)紫砂制品材料及制造方法，其特征在于其中 所述的粘土類礦物組成成分總量百分含量=SW2 56-65%, AL2O2 25-30%, Fe2O3 0. 3-05%, TiO2 0. 03-0. 05%, CaO 0. 06-0. 15%, MgOO. 25-0. 33%, K2O 4. 2-5. 4%, Na2O 0.3-0.36%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的類瓷工業(yè)紫砂制品材料及制造方法，其特征在于其中 所述的有機(jī)無機(jī)增塑劑包括羧甲基纖維素鈉和無機(jī)改性粘土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的類瓷工業(yè)紫砂制品材料及制造方法，其特征在于其中 所述的復(fù)合熔劑及礦物包括鈉長石、鋰輝石、ZnO, BaCO30
全文摘要
本發(fā)明涉及一種類瓷工業(yè)紫砂制品材料及制造方法，即可以提高紫砂產(chǎn)品的抗彎強(qiáng)度，減少紫砂變形率的工業(yè)產(chǎn)品紫砂制品。包括以下成分紫砂泥(紫泥)50-80％；粘土類礦物8-12％；α-AL2O3粉15％-20％；合成骨粉1-5％；長石1.5-5％；有機(jī)無機(jī)增塑劑1-5％；復(fù)合熔劑及礦物1-5％。其制備主要工藝為濕法水球研磨、混合成漿、初次燒坯、第二次燒坯等步驟工藝。經(jīng)本發(fā)明制成的紫砂制品具有類瓷的特性，主晶相為α-AL2O3、極少殘余石英。產(chǎn)品抗折強(qiáng)度可達(dá)350mpa，熱穩(wěn)定性在200-20℃水中交換一次未裂，達(dá)到了瓷化的程度。
文檔編號C04B33/32GK102115322SQ20091024767
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者張建君, 張恒 申請人:上海甲秀工業(yè)設(shè)計(jì)有限公司