專利名稱：一種陶瓷燒成助熔劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種陶瓷燒成助熔劑。
背景技術(shù)：
作為建材行業(yè)的重要生產(chǎn)部門，陶瓷制品燒成的生產(chǎn)過程具有高溫高能耗的特點(diǎn)。減少燒成過程能耗的最為根本的方法就是大幅度降低物料的燒成溫度。目前，降低燒成溫度的方法主要有兩種(1)將燒成的原料磨成粒徑非常微小的超細(xì)粉體，有的磨到亞微米級或納米級，大幅度增加原料的接觸表面積，提高原料的總表面能，從而強(qiáng)化物料的燒成過程；(2)通過添加某種具有單一助熔效果的化合物，與主原料生成低熔點(diǎn)固熔體，促進(jìn)液相生成來達(dá)到快速致密化的目的。但方法(1)的缺點(diǎn)是超細(xì)粉體的制備難度大，能耗很高，成本大大上升，很難推廣使用；方法(2)的缺點(diǎn)是添加的單一化合物僅能與主原料生成具有單一熔點(diǎn)的固熔體，有些化合物與主原料生成較低熔點(diǎn)的固熔體，能大幅度降低物料的燒成溫度，但價格高，不利于大規(guī)模推廣；有些化合物價格低，但與主原料生成的固熔體的熔點(diǎn)較高，降低物料的燒成溫度幅度小，節(jié)能效果不顯著；同時，僅添加單一的化合物不能夠充分降低物料的燒成溫度，使得物料的燒成過程不是最優(yōu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決物料燒成過程能耗高的問題，開創(chuàng)性地提出一種旨在降低物料燒成溫度的新型助熔方法——逐級局部助熔法。該方法是指通過能生成較低熔點(diǎn)固熔體的一級助熔劑促進(jìn)生成較高熔點(diǎn)固熔體的二級助熔劑的助熔作用，如此二級助熔劑促進(jìn)三級助熔劑的作用，一級一級地促進(jìn)物料內(nèi)局部液相生成，物料在較低溫度下即可完成燒成過程，達(dá)到降低能耗的目的。
一種陶瓷燒成助熔劑，其特征在于用B2O3為一級助熔劑、K2O+Na2O為二級助熔劑、CaF2為三級助熔劑的復(fù)合型助熔劑，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為B2O325％～35％、K2O+Na2O 28％～37％、CaF233％～42％。燒成過程加入0.1‰～5‰的復(fù)合型助熔劑，燒成溫度降低了100℃～150℃，取得了很好的節(jié)能效果。
用Bi2O3為一級助熔劑、PbO為二級助熔劑、CaF2為三級助熔劑組成復(fù)合型助熔劑，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Bi2O320％～27％、PbO 40％～49％、CaF227％～36％。燒成過程加入0.1‰～5‰的復(fù)合型助熔劑，燒成溫度降低了100℃～150℃；由于PbO能夠減少釉的高溫粘度、降低釉的表面張力和膨脹系數(shù)，具有極強(qiáng)的發(fā)色能力，所以添加PbO還增加了陶瓷表面的光澤度。
用V2O5為一級助熔劑、Bi2O3為二級助熔劑、LiF+AlF3為三級助熔劑組成復(fù)合型助熔劑，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為V2O525％～34％、Bi2O335％～46％、LiF+AlF320％～32％。燒成過程加入0.1‰～5‰的復(fù)合型助熔劑，燒成溫度降低了100℃～160℃，取得了很好的節(jié)能效果。
用B2O3為一級助熔劑、Bi2O3為二級助熔劑、NaF為三級助熔劑、CaF2為四級助熔劑組成復(fù)合型助熔劑，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為B2O310％～18％、Bi2O345％～58％、NaF 10％～19％、CaF210％～20％。燒成過程加入0.1‰～5‰的復(fù)合型助熔劑，燒成溫度降低了120℃～160℃，取得了很好的節(jié)能效果。
優(yōu)選復(fù)合型高效助熔劑的基礎(chǔ)理論是相圖理論。尋求與主原料基體組成二元相圖的各種組分，根據(jù)如下原則來優(yōu)選復(fù)合型高效助熔劑(1)能夠造成較大的熔點(diǎn)溫降(如圖1所示)，即能夠大幅度地降低燒成反應(yīng)溫度；(2)與主原料基體組成的二元相圖應(yīng)大致符合如圖1所示的變化趨勢。即添加少量(0.1‰～5‰)助熔劑便較大幅度地降低熔點(diǎn)(圖1中的點(diǎn)O應(yīng)盡可能靠近右側(cè))；當(dāng)?shù)竭_(dá)最低熔點(diǎn)溫度O點(diǎn)后，隨著助熔劑含量的增加熔點(diǎn)升高緩慢，即助熔劑用量增加對熔點(diǎn)的改變不大；對助熔劑的熔點(diǎn)無特定要求。
(3)能夠滿足燒成過程中設(shè)備等的要求；(4)能夠提高燒成產(chǎn)品的性能；(5)綜合經(jīng)濟(jì)因素，希望助熔劑資源豐富，價格便宜；(6)必須無害無毒，滿足環(huán)境友好要求。
降低物料燒成溫度的逐級局部助熔方法和復(fù)合型助熔劑的優(yōu)選原則具有以下特點(diǎn)(1)對燒成原料的粒徑大小無顯著要求，所以僅需常規(guī)磨粉裝置，不需要價格昂貴的超細(xì)粉體制備系統(tǒng)；(2)采用復(fù)合型助熔劑，價格低、便于推廣；
(3)助熔劑的添加量(0.1‰～5‰)少，使得燒成產(chǎn)品的強(qiáng)度、韌性、導(dǎo)電和導(dǎo)熱等性能不會因參雜比例高而受到較大影響；(4)復(fù)合型助熔劑具有環(huán)境友好性；(5)本發(fā)明優(yōu)選了一些物料燒成過程中的復(fù)合型高效助熔劑，都能與主原料形成多級低熔點(diǎn)固熔體，在較低溫度下產(chǎn)生局部液相，從而大幅度地降低燒成溫度，達(dá)到高效節(jié)能的效果。表1、表2列出了添加優(yōu)選助熔劑出現(xiàn)液相的溫度，較目前的燒成溫度(900℃～1300℃左右)低得多；表1優(yōu)選助熔劑及其與SiO2出現(xiàn)液相的溫度

表2優(yōu)選助熔劑及其與Al2O3出現(xiàn)液相的溫度



圖1理想的助熔劑與基體成分的二元相圖示意圖具體實(shí)施方式
1.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的K2O+Na2O、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的CaF2；2.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的K2O+Na2O、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％的CaF2；3.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28％的K2O+Na2O、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42％的CaF2；4.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％的PbO、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％的CaF2；5.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49％的PbO、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31％的CaF2；6.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45％的PbO、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28％的CaF2；7.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的V2O5、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43％的Bi2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％的LiF+AlF3；8.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34％的V2O5、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的Bi2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31％的LiF+AlF3；9.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34％的V2O5、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46％的Bi2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的LiF+AlF3；11.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的V2O5、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45％的Bi2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的LiF+AlF3；12.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45％的Bi2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17％的NaF、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的CaF2；13.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52％的Bi2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19％的NaF、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的CaF2；14.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58％的Bi2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12％的NaF、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的CaF2；15.一種陶瓷燒成助熔劑，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％的B2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53％的Bi2O3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19％的NaF、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的CaF2。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷燒成助熔劑，其特征在于用B2O3為一級助熔劑、K2O+Na2O為二級助熔劑、CaF2為三級助熔劑的復(fù)合型助熔劑，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為B2O325％～35％、K2O+Na2O 28％～37％、CaF2233％～42％；燒成過程加入0.1‰～5‰的復(fù)合型助熔劑。
2.一種陶瓷燒成助熔劑，其特征在于用Bi2O3為一級助熔劑、PbO為二級助熔劑、CaF2為三級助熔劑組成復(fù)合型助熔劑，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Bi2O320％～27％、PbO 40％～49％、CaF227％～36％；燒成過程加入0.1‰～5‰的復(fù)合型助熔劑。
3.一種陶瓷燒成助熔劑，其特征在于用V2O5為一級助熔劑、Bi2O3為二級助熔劑、LiF+AlF3為三級助熔劑組成復(fù)合型助熔劑，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為V2O525％～34％、Bi2O335％～46％、LiF+AlF320％～32％；燒成過程加入0.1‰～5‰的復(fù)合型助熔劑。
4.一種陶瓷燒成助熔劑，其特征在于用B2O3為一級助熔劑、Bi2O3為二級助熔劑、NaF為三級助熔劑、CaF2為四級助熔劑組成復(fù)合型助熔劑，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為B2O310％～18％、Bi2O345％～58％、NaF10％～19％、CaF210％～20％；燒成過程加入0.1‰～5‰的復(fù)合型助熔劑。
全文摘要
一種陶瓷燒成助熔劑，屬于建筑材料領(lǐng)域。該方法是指通過能生成較低熔點(diǎn)固熔體的一級助熔劑促進(jìn)生成較高熔點(diǎn)固熔體的二級助熔劑的助熔作用，如此二級助熔劑促進(jìn)三級助熔劑的助熔作用，一級一級地促進(jìn)物料內(nèi)局部液相生成，物料在較低溫度下即可完成燒成過程，達(dá)到降低能耗的目的。其特征是以B
文檔編號C04B35/64GK1974487SQ20061016543
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者夏德宏, 鄧娜, 鄔傳谷 申請人:北京科技大學(xué)