專利名稱：鎂質(zhì)瓷坯料、鎂質(zhì)瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種鎂質(zhì)瓷坯料、鎂質(zhì)瓷的制備方法以及由該制備方法生產(chǎn)的鎂質(zhì)瓷。
背景技術(shù)：
日用滑石瓷是ー種以滑石為主體成分的鎂質(zhì)瓷，它是由山東省硅酸鹽研究設(shè)計(jì)院在上世紀(jì)70年代研制出的ー個(gè)新瓷種。70年代后，國(guó)內(nèi)的山東、遼寧、河北等產(chǎn)瓷區(qū)及日本的本領(lǐng)域技術(shù)人員都進(jìn)行了大量的研究，并投入了批量生產(chǎn)。傳統(tǒng)日用滑石瓷以滑石為主體原料，其原料配方一般為燒滑石70 75%，長(zhǎng)石10 15%，粘土 12 18% ;其特點(diǎn)是白度高、強(qiáng)度大、透光度好、色澤光潤(rùn)，可用作精細(xì)日用瓷和エ藝美術(shù)瓷。但上述傳統(tǒng)滑石瓷的可塑性差，不能很好地滿足成型要求。另外，上述傳統(tǒng)滑石瓷由于配方組成接近原頑輝石-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)溫度吋，坯體中沒有液相生成，但是一旦到達(dá)最低共熔點(diǎn)溫度時(shí)便出現(xiàn)大量液相，而且液相量隨溫度升高迅速增カロ，導(dǎo)致瓷坯過燒變形，因此，現(xiàn)有技術(shù)中只能將滑石瓷的燒成溫度控制在狹窄范圍內(nèi)，通常其燒成溫度范圍只有20°C左右。而對(duì)于大批量生產(chǎn)而言，上述因素嚴(yán)重影響產(chǎn)品合格率的提高。同吋，由于該傳統(tǒng)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)高達(dá)7. 8 8. 5X 10_6/°C，存在容易炸瓷的缺陷。因此，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)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，開發(fā)ー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，是當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)日用滑石瓷存在的成型性能差、燒成范圍窄、容易炸瓷的技術(shù)問題，提供ー種新型鎂質(zhì)瓷配方，該配方得到的鎂質(zhì)瓷熱膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性和成型性能得到提高，同時(shí)燒結(jié)范圍較寬，燒成溫度低，炸瓷風(fēng)險(xiǎn)大大降低。本發(fā)明的技術(shù)方案為
ー種鎂質(zhì)瓷坯料，所述鎂質(zhì)瓷坯料中含有60 70wt%的滑石、20 25wt%的粘土、5 10wt%的長(zhǎng)石和5 10wt%的氧化鋁；所述滑石為生滑石與燒滑石的混合物，所述粘土為高嶺土、球土與膨潤(rùn)土的混合物。ー種鎂質(zhì)瓷的制備方法，包括以下步驟
51、坯體制備將坯料球磨后過篩，陳腐后滾壓成型，得到坯體；
52、施釉將步驟SI得到的坯體浸入釉漿中，然后提出，在坯體表面附著釉層，得到施釉生坯；
53、燒結(jié)將步驟S2得到的施釉生坯干燥，轉(zhuǎn)入氧化氣氛的窯爐內(nèi)燒結(jié)，冷卻后得到所述鎂質(zhì)瓷；
其中，所述坯料為本發(fā)明提供的鎂質(zhì)瓷坯料。
—種鎂質(zhì)瓷，所述鎂質(zhì)瓷由本發(fā)明提供的制備方法制備得到。本發(fā)明提供的鎂質(zhì)瓷坯料，通過采用5 10wt%的氧化鋁，一方面能保證瓷坯中最后析出原頑輝石和堇青石兩種晶相，因此熱膨脹系數(shù)較小，熱穩(wěn)定性相應(yīng)提高，降低炸瓷風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，坯料中粘土用量増加，且粘土采用復(fù)合粘土混合體系，使得坯料的可塑性大大提高，解決了傳統(tǒng)滑石瓷成型性能差的問題；同吋，采用長(zhǎng)石調(diào)節(jié)燒成溫度，通過氧化鋁的骨架作用減少燒結(jié)變形，并能拓寬燒結(jié)范圍。采用本發(fā)明提供的坯料以及制備方法制備得到的鎂質(zhì)瓷，其具有良好的抗折強(qiáng)度、白度和光澤度，吸水率和熱膨脹系數(shù)均較小，熱穩(wěn)定性高。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I中坯料Al與釉料BI經(jīng)1250°C燒成的平均線熱膨脹系數(shù)曲線圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例I中鎂質(zhì)瓷SlO的燒結(jié)曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了ー種鎂質(zhì)瓷坯料，所述鎂質(zhì)瓷坯料中含有60 70wt%的滑石、20 25wt%的粘土、5 10wt%的長(zhǎng)石和5 10wt%的氧化招；所述滑石為生滑石與燒滑石的混合物，所述粘土為高嶺土、球土與膨潤(rùn)土的混合物。本發(fā)明提供的鎂質(zhì)瓷坯料，通過采用5 10wt%的氧化鋁，一方面能保證瓷坯中最后析出原頑輝石和堇青石兩種晶相，因此本技術(shù)制備的滑石瓷熱膨脹系數(shù)較小，熱穩(wěn)定性相應(yīng)提高，降低炸瓷風(fēng)險(xiǎn)；另ー方面，坯料中粘土用量増加，且粘土采用復(fù)合粘土混合體系，使得坯料的可塑性大大提高，解決了傳統(tǒng)滑石瓷成型性能差的問題；同吋，采用長(zhǎng)石調(diào)節(jié)燒成溫度，通過氧化鋁的骨架作用減少燒結(jié)變形，并能拓寬燒結(jié)范圍。具體地，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，生滑石在磨細(xì)后具有一定的可塑性和結(jié)合性，因此本發(fā)明中所述滑石采用生滑石與燒滑石的混合體系。優(yōu)選情況下，所述滑石中，生滑石與燒滑石的質(zhì)量比為(1.6 1.2) :1。另外，本發(fā)明的發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，所述鎂質(zhì)瓷坯料中，所述粘土在采用高嶺土和膨潤(rùn)土的基礎(chǔ)上，同時(shí)加入一定量高可塑性的球土，即采用復(fù)合粘土體系能使坯料的可塑性大大提高，從而解決鎂質(zhì)瓷成型難的問題。優(yōu)選情況下，所述粘土中，高嶺土、球土與膨潤(rùn)土的質(zhì)量比為(2. 9 3. I) (1. 9 2. I) :1。采用本發(fā)明提供的原料配方的鎂質(zhì)瓷坯料，其化學(xué)組成為50 60wt%Si02、10 20wt%Al203、l 3wt%Ca0、16 26wt%Mg0、K20 與 Na2O 的總含量為 I 3wt%。本發(fā)明的發(fā)明人通過進(jìn)ー步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明中，所述鎂質(zhì)瓷坯料的原料組成為滑石的含量為62. 6wt%,粘土的含量為21. 4wt%,長(zhǎng)石的含量為7. lwt%,氧化招的含量為8. 9被％時(shí)，此時(shí)坯料的可塑性最強(qiáng)，燒結(jié)溫度范圍寬。采用該坯料得到的坯體可成型12吋大平盤，其干燥收縮為4. 6%，燒成收縮為8. 4%，總收縮僅為12. 7%，熱膨脹系數(shù)為6. 5X 10^7°C,白度彡80，燒成溫度范圍為1230°C 1270°C。此時(shí)，所述鎂質(zhì)瓷坯料的化學(xué)組成為57. 53wt%Si02、18. 2wt%Al203、l. 61wt%Ca0、20. 68wt%Mg0、l. 33wt%K20、0. 43wt%Na20、0. 18wt%Fe203、0. 04wt%Ti02。
本發(fā)明中，所述長(zhǎng)石優(yōu)選采用鉀長(zhǎng)石，其化學(xué)組成穩(wěn)定。優(yōu)選情況下，所述鎂質(zhì)瓷坯料中99. 98wt%以上顆粒的粒徑低于60 μ m。例如，所述鎂質(zhì)瓷坯料中各顆粒的粒度分布如表I所示
表 I _
權(quán)利要求
1.一種鎂質(zhì)瓷坯料，其特征在于，所述鎂質(zhì)瓷坯料中含有60 70wt%的滑石、20 25wt%的粘土、5 10wt%的長(zhǎng)石和5 10wt%的氧化招；所述滑石為生滑石與燒滑石的混合物，所述粘土為高嶺土、球土與膨潤(rùn)土的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂質(zhì)瓷坯料，其特征在于，所述滑石中，生滑石與燒滑石的質(zhì)量比為(1.6 1.2) : I ;所述粘土中，高嶺土、球土與膨潤(rùn)土的質(zhì)量比為(2. 9^3. I)(I. 9 2. I) :1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鎂質(zhì)瓷坯料，其特征在于，所述鎂質(zhì)瓷坯料的化學(xué)組成為50 60wt%Si02、10 20wt%Al203、l 3wt%CaO、16 26wt%MgO、K2O 與 Na2O 的總含量為I 3wt%0
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鎂質(zhì)瓷坯料，其特征在于，滑石的含量為62.6wt%，粘土的含量為21. 4wt%,長(zhǎng)石的含量為7. lwt%,氧化招的含量為8. 9wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鎂質(zhì)瓷坯料，其特征在于，所述鎂質(zhì)瓷坯料中99.98wt%以上顆粒的粒徑低于60 μ m。
6.一種鎂質(zhì)瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 51、坯體制備將坯料球磨后過篩，陳腐后滾壓成型，得到坯體； 52、施釉將步驟SI得到的坯體浸入釉漿中，然后提出，在坯體表面附著釉層，得到施釉生坯； 53、燒結(jié)將步驟S2得到的施釉生坯干燥，轉(zhuǎn)入氧化氣氛的窯爐內(nèi)燒結(jié)，冷卻后得到所述鎂質(zhì)瓷； 其中，所述坯料為權(quán)利要求I 5任一項(xiàng)所述的鎂質(zhì)瓷坯料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟SI中，球磨之前還包括往坯料中加入坯料添加劑的步驟；所述坯料添加劑選自羧甲基纖維素鈉、糊精、腐植酸鈉中的一種或多種；以坯料的總重量為基準(zhǔn)，添加劑的含量為O O. 6wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟SI中，所述球磨為濕磨，且球磨至顆粒細(xì)度達(dá)到IOym以下的顆粒體積> 60%或325目篩余< O. 2% ;過篩時(shí)采用的篩網(wǎng)尺寸為200目；陳腐時(shí)間為5 15天。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的制備方法，其特征在于，步驟SI中，還包括過篩之后、陳腐之前進(jìn)行除鐵、脫水和真空練泥的步驟；脫水后體系中水含量為23. 5 24. 5wt% ;真空練泥的真空度為-O. 095 -O. IMpa，練泥次數(shù)為2 3次。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述釉漿中的釉料組成為高嶺土 6 10wt%、石英15 25wt%、長(zhǎng)石25 30wt%、方解石2 6wt%、娃灰石3 7wt%、燒滑石8 12wt%、鎂質(zhì)廢瓷粉3 10wt%、熔塊3 7wt%、氧化鋅2 8wt%、招粉5 10 wt%0
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述釉料的化學(xué)組成為58 64wt%Si02> 14 20wt%Al203、3 7wt%Ca0、4 8wt%Mg0、2 6wt%K20、l 3wt%Na20、2 8wt%Zn0、0. 2 O. 6wt%Zr02。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述釉漿中還含有水和釉添加劑；以釉料的總重量為基準(zhǔn)，釉添加劑的含量為O至O. 4wt% ;所述釉添加劑選自三聚磷酸鈉、腐植酸鈉中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求6或10所述的制備方法，其特征在于，所述釉漿中顆粒細(xì)度達(dá)到10 μ m以下的顆粒體積> 90%，或325目篩余< O. 1%。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，釉漿相對(duì)密度為I.3 I.6，釉層厚度為O. 3mm O. 5mm ;步驟S3中，施釉生坯干燥至含水量< 2wt%后入窯燒結(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，燒成總時(shí)間為5 6小時(shí)；燒成溫度為1230 1270°C，燒成溫度下的燒結(jié)時(shí)間為30-40分鐘。
16.一種鎂質(zhì)瓷，其特征在于，所述鎂質(zhì)瓷由權(quán)利要求6 15任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型鎂質(zhì)瓷坯料，所述鎂質(zhì)瓷坯料中含有60～70wt%的滑石、20～25wt%的粘土、5～10wt%的長(zhǎng)石和5～10wt%的氧化鋁；所述滑石為生滑石與燒滑石的混合物，所述粘土為高嶺土、球土與膨潤(rùn)土的混合物。本發(fā)明還提供了一種鎂質(zhì)瓷的制備方法以及由該方法制備得到的鎂質(zhì)瓷。采用本發(fā)明提供的坯料、釉料以及制備方法制備得到的鎂質(zhì)瓷，熱膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性和成型性能得到提高，同時(shí)燒結(jié)范圍較寬，燒成溫度低，炸瓷風(fēng)險(xiǎn)大大降低。
文檔編號(hào)C04B41/86GK102786298SQ201210300160
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者林迪輝 申請(qǐng)人:湖南仙鳳瓷業(yè)有限公司