高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于陶瓷制備領(lǐng)域，具體涉及高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的陶瓷容器一般采用的坯料配方由粘土、高嶺土、石英、長石組成，通過濕磨、打漿、成型、烘干、高溫?zé)傻姆椒ㄖ苽?，高溫?zé)蛇^程中長石和石英的混合物會產(chǎn)生較多的液相，導(dǎo)致高溫熔體粘度低、收縮率較大，很大程度影響了陶瓷容器的變形，該方法制備的陶瓷容器全部采用天然原料，能耗高、污染環(huán)境、碳排放高、成本高。高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷容器對產(chǎn)品的強(qiáng)度、吸水率、熱穩(wěn)定性、抗變形、抗腐蝕的要求較高，因此現(xiàn)有陶瓷制品材質(zhì)不能滿足高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷容器的要求，急需開發(fā)一種能生產(chǎn)高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷容器的坯料配方及合理的燒成工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，在傳統(tǒng)的陶瓷容器制作的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)與創(chuàng)新，采用獨特并合理的坯料配方和燒成工藝，提供一種高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品的制備方法。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到:
高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品，由以下步驟制備所得:
(1)坯料配料，以下坯料原料按照質(zhì)量份數(shù)配料，水洗高嶺土25-29份，長興白泥32-37份，煅燒石英8-12份，長石5-8份，葉臘石12-16份，硅灰石3_5份，鋰輝石1_3份；
(2)成型坯料，將坯料原料、磨球和水混合后進(jìn)行球磨，然后過篩、除鐵、陳腐、壓濾、攪拌化漿，得到成型坯料，成型坯料經(jīng)注漿成型制成坯體；
(3)素?zé)?，將坯體進(jìn)行素?zé)?br> (4)施釉燒成:將素?zé)蟮呐黧w采用浸釉的方法進(jìn)行施釉，待干燥后進(jìn)行釉燒。
[0005]步驟(2)中，所述的坯料原料、磨球和水混合物質(zhì)量比為1: 1.05-1.1:0.7-0.9，優(yōu)選1: 1.09: 0.83的配比進(jìn)入球筒球磨，球磨時間為22-25小時，優(yōu)選24小時。
[0006]步驟(2)中所述的壓濾，壓濾坯料至含水率為19-20%。
[0007]步驟(3)中所述的素?zé)郎囟葹?030-1050°C，優(yōu)選1040°C，燒成周期為4.5-5小時。
[0008]步驟(4)中所述的釉燒采用輥道窯氧化焰燒成，燒成溫度為1195_1205°C，燒成周期為5.5-6小時。燒成曲線為:在1.5-2小時內(nèi)，窯內(nèi)溫勻速升至920°〇；1_1.5小時內(nèi)再勻速升至1205°C，保溫20分鐘；然后在0.5-1小時內(nèi)降至1080°C ;在20分鐘內(nèi)快速降至8200C ;在0.5-1小時內(nèi)慢速降至650°C ;自然冷卻到常溫，燒成出窯。
[0009]高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品的主要技術(shù)指標(biāo)如下:吸水率:0.2-0.5% ;抗變形強(qiáng)度:大于20mpa ;垂直度變形:不大于0.3% ;熱穩(wěn)定性:20-160°C熱交換二次不裂；鉛溶出量:小于0.1ppm ;鎘溶出量:小于0.0lppmo
[0010]本發(fā)明提供的高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品及其制備方法，采用硅灰石、鋰輝石等材料代替了傳統(tǒng)陶瓷坯料配方中的部分長石，葉臘石代替石英和粘土，并采用合理的燒成制度，使得燒成時促進(jìn)莫來石生成及高強(qiáng)度剛石相的出生成，減少了液相玻璃相及氣孔的產(chǎn)生，坯釉緊密結(jié)合，保溫時間的延長，有利于晶體的生長，體積密度也越大，因此本工藝制成的高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品具有機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小、抗變形等特點，其鉛、鎘溶出量分別小于0.1ppm和0.0lppm，達(dá)到國際最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
[0011]鋰輝石晶體是柱狀、粒狀或板狀，灰白色，少量直接引入坯料中可作為強(qiáng)助熔劑，降低陶瓷產(chǎn)品燒結(jié)溫度，在高溫?zé)蛇^程中促進(jìn)了相互交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的二次針狀莫來石及高強(qiáng)度的剛玉相的生成，提高了陶瓷制品的機(jī)械強(qiáng)度。
[0012]采用煅燒石英穩(wěn)定性較好，石英經(jīng)1000°C左右煅燒急冷后，內(nèi)部發(fā)生品型轉(zhuǎn)化，控制升溫和冷卻速率，使得經(jīng)過煅燒后的石英轉(zhuǎn)化為晶型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的方石英，方石英能防止坯體變形，燒成時石英的熱膨脹抵消坯體收縮的影響，在高溫進(jìn)能與莫來石晶體一起構(gòu)成陶瓷器的骨架，大大增加了陶瓷制品抵抗變形的能力。
[0013]硅灰石為單晶片狀，其集合體呈纖維狀或管狀，有利于成型和水分的快速排出，加快干燥過程，其不含結(jié)晶水和有機(jī)物，收縮小、成型時不易變形。
[0014]葉臘石為晶體結(jié)構(gòu)，屬層狀硅酸鹽礦物，質(zhì)地柔軟細(xì)膩，硬度不大，具有滑膩感，有利于成型，提高坯體機(jī)械強(qiáng)度，穩(wěn)定坯體結(jié)構(gòu)，坯體中加入硅灰石、葉臘石可采用快速燒成方法燒成，膨脹范圍系數(shù)小，保證產(chǎn)品的一致性，具有良好的熱穩(wěn)定性。
[0015]水洗高嶺土主要由2微米的微小片狀、管狀、疊片狀等高嶺簇礦物組成，常會夾有一些云母類、鐵質(zhì)及一些有機(jī)雜質(zhì)。水洗后的高嶺土除去了原料中的各種雜質(zhì)，使化學(xué)組成、礦物組成、顆粒組成更符合制品的品質(zhì)要求。
[0016]長興白泥:是水云母類礦物，礦石為白色塊狀粘土，夾有高嶺土、石英，含雜質(zhì)量低，質(zhì)地較純，可塑性較好，用作結(jié)合粘土。
[0017]長石化學(xué)成份為不含水的堿金屬或堿土金屬鋁硅酸鹽，主要是鉀、鈉、鈣和少量鋇的鋁硅酸鹽，作為熔劑作用。
【具體實施方式】
[0018]結(jié)合實施例說明本發(fā)明具體技術(shù)方案。
[0019]實施例1:
(1)坯料按下列重量份數(shù)配比:
水洗高嶺土 27.6份，長興白泥34.5份，煅燒石英11.2份，長石6.4份，葉臘石14.3份，硅灰石3.8份，鋰輝石2.2份；
水洗尚嶺土 25-29份，長興白泥32-37份，鍛燒石英8_12份，長石5_8份，葉臘石12-16份，硅灰石3-5份，鋰輝石1-3份；
(2)稱取上面各組份原料，對上述配料按料:球:水=1: 1.09: 0.83配比入球筒球磨，球磨時間為24小時，球磨出筒后過篩除鐵，再經(jīng)40kg壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾至坯料含水率為19-20%，再經(jīng)過攪拌化漿，得到成型坯料。
[0020](3)將上述的成型坯料采用注漿成型方法制得坯體，經(jīng)1030°C進(jìn)行素?zé)?br>[0021](4)將素?zé)蟮呐黧w采用浸釉的方法進(jìn)行施釉，待干燥后進(jìn)行釉燒，釉燒采用輥道窯氧化焰燒成，燒成溫度為1195-1205°C，燒成周期為5.5_6小時。燒成曲線為:在1.5_2小時內(nèi)，窯內(nèi)溫勻速升至920°C ； 1-1.5小時內(nèi)再勻速升至1205°C，保溫20分鐘；然后在0.5-1小時內(nèi)降至1080°C ;在20分鐘內(nèi)快速降至820°C ;在0.5-1小時內(nèi)慢速降至650°C ;自然冷卻到常溫，燒成出窯。
[0022]實施例2:
(1)坯料按下列重量份數(shù)配比:
水洗高嶺土 25份，長興白泥37份，煅燒石英8份，長石8份，葉臘石12份，硅灰石5份，鋰輝石I份；
(2)稱取上面各組份原料，對上述配料按料:球:水=1: I: 1.05: 0.9配比入球筒球磨，球磨時間為22小時，球磨出筒后過篩除鐵，再經(jīng)40kg壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾至坯料含水率為19-20%，再經(jīng)過攪拌化漿，得到成型坯料。
[0023](3)將上述的成型坯料采用注漿成型方法制得坯體，經(jīng)1040°C進(jìn)行素?zé)?br>[0024](4)將素?zé)蟮呐黧w采用浸釉的方法進(jìn)行施釉，待干燥后進(jìn)行釉燒，釉燒采用輥道窯氧化焰燒成，燒成溫度為1195-1205°C，燒成周期為5.5_6小時。燒成曲線為:在1.5_2小時內(nèi)，窯內(nèi)溫勻速升至920°C ； 1-1.5小時內(nèi)再勻速升至1205°C，保溫20分鐘；然后在0.5-1小時內(nèi)降至1080°C ;在20分鐘內(nèi)快速降至820°C ;在0.5-1小時內(nèi)慢速降至650°C ;自然冷卻到常溫，燒成出窯。
[0025]實施例3:
(1)坯料按下列重量份數(shù)配比:
水洗高嶺土 29份，長興白泥32份，煅燒石英12份，長石5份，葉臘石16份，硅灰石3份，鋰輝石3份；
(2)稱取上面各組份原料，對上述配料按料:球:水=1: I: 1.1: 0.7配比入球筒球磨，球磨時間為25小時，球磨出筒后過篩除鐵，再經(jīng)40kg壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾至坯料含水率為19-20%，再經(jīng)過攪拌化漿，得到成型坯料。
[0026](3)將上述的成型坯料采用注漿成型方法制得坯體，經(jīng)1050°C進(jìn)行素?zé)?br>[0027](4)將素?zé)蟮呐黧w采用浸釉的方法進(jìn)行施釉，待干燥后進(jìn)行釉燒，釉燒采用輥道窯氧化焰燒成，燒成溫度為1195-1205°C，燒成周期為5.5_6小時。燒成曲線為:在1.5_2小時內(nèi)，窯內(nèi)溫勻速升至920°C ； 1-1.5小時內(nèi)再勻速升至1205°C，保溫20分鐘；然后在0.5-1小時內(nèi)降至1080°C ;在20分鐘內(nèi)快速降至820°C ;在0.5-1小時內(nèi)慢速降至650°C ;自然冷卻到常溫，燒成出窯。
【主權(quán)項】
1.高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品，其特征在于:由以下步驟制備所得: (1)坯料配料，以下坯料原料按照質(zhì)量份數(shù)配料，水洗高嶺土25-29份，長興白泥32-37份，煅燒石英8-12份，長石5-8份，葉臘石12-16份，硅灰石3_5份，鋰輝石1_3份； (2)成型坯料，將坯料原料、磨球和水混合后進(jìn)行球磨，然后過篩、除鐵、陳腐、壓濾、攪拌化漿，得到成型坯料，成型坯料經(jīng)注漿成型制成坯體； (3)素?zé)?，將坯體進(jìn)行素?zé)? (4)施釉燒成:將素?zé)蟮呐黧w采用浸釉的方法進(jìn)行施釉，待干燥后進(jìn)行釉燒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品，其特征在于:步驟(2)中所述的坯料原料、磨球和水混合物質(zhì)量比為1: 1.05-1.1: 0.7-0.9的配比進(jìn)入球筒球磨，球磨時間為22-25小時。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品，其特征在于:步驟(2)中所述的壓濾，壓濾坯料至含水率為19-20%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品，其特征在于:步驟(3)中所述的素?zé)郎囟葹?030-1050°C，燒成周期為4.5-5小時。5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一項所述的高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品，其特征在于:步驟(4)中所述的釉燒采用輥道窯氧化焰燒成，燒成溫度為1195-1205°C，燒成周期為5.5-6小時。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品，其特征在于:所述的釉燒的燒成曲線為:在1.5-2小時內(nèi)，窯內(nèi)溫勻速升至920°C; 1-1.5小時內(nèi)再勻速升至1205°C，保溫20分鐘；然后在0.5-1小時內(nèi)降至1080°C ;在20分鐘內(nèi)快速降至820°C ;在0.5-1小時內(nèi)慢速降至650°C ;自然冷卻到常溫，燒成出窯。
【專利摘要】本發(fā)明屬于陶瓷制備領(lǐng)域，具體涉及高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品及其制備方法，以水洗高嶺土、長興白泥、煅燒石英、長石、葉臘石、硅灰石、鋰輝石為原料進(jìn)行配料、球磨、除鐵、陳腐壓濾、攪拌化漿，得到成型坯料，再經(jīng)注漿成型制成坯體進(jìn)行素?zé)?，待干燥后進(jìn)行釉燒。本發(fā)明提供的制備方法采用硅灰石、鋰輝石等材料代替了傳統(tǒng)陶瓷坯料配方中的部分材料，并采用合理的燒成制度，使得燒成時促進(jìn)莫來石生成及高強(qiáng)度剛石相的出生成，減少了液相玻璃相及氣孔的產(chǎn)生，坯釉緊密結(jié)合，保溫時間的延長，有利于晶體的生長，體積密度也越大，制成的高強(qiáng)度抗變形工程陶瓷制品具有機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小、抗變形等特點。
【IPC分類】C04B33/22, C04B33/24
【公開號】CN104961443
【申請?zhí)枴緾N201510456922
【發(fā)明人】周玉萍
【申請人】江蘇省宜興彩陶工藝廠
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月30日