专利名称：一种中温氧化高白度蓝玉瓷器及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高白瓷器及其制备方法。
背景技术：
瓷器是我国古代的伟大发明之一，白瓷如雪似玉，倍受国内外用户欢迎，其白度的高低反映白瓷的档次，而配方和烧成制度不同，可以使瓷器显示出黄白和蓝白两种不同的白度表现形式。誉称“中国白”的德化传统高温高白度青白瓷堪称“瓷中珍品”，蓝白度达 70度左右，且由于白里泛青，瓷质优于显示黄白度的其它瓷器，显得格外珍贵，历来倍受国内外客商青睐。但因蓝白度较高的瓷器制造成本高、产品合格率低、价格昂贵，导致长期以来名贵的德化高温高白度青白瓷难以产业化生产。因为高温高白度青白瓷需在1380°C以上的高温还原气氛中烧成，很容易产生斑点、烟薰、阴黄等缺陷，要大批量生产出蓝白度较高的优质瓷较为困难，因而长期严重地制约了我国高档高白度白瓷的发展。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点，通过改善坯釉配方及烧成工艺，提供一种中温氧化高白度蓝玉瓷器及其制备方法，制备的瓷器蓝白度极高，并降低烧成温度， 节能降耗。一、坯料本发明的一种中温氧化高白度蓝玉瓷是在传统高温高白度青白瓷的基础上进行技术创新。传统青白瓷在生产过程中容易产生斑点、烟熏、阴黄等缺点，且能耗高，导致生产成本高，产品合格率低，价格昂贵。针对这一特点，申请人通过查阅借鉴大量国内外陶瓷先进生产技术资料，在多次实验的基础上，对高温青白瓷坯料配方进行改革创新，通过添加低温矿物、多种氧化物，改变坯釉的物理化学特性，解决烧成技术工艺难题，在中温氧化焰 1275°C 士 10°C烧成高白度蓝玉瓷。因此合理选用矿物原料是本项目极为关键的工作之一。申请人:对高温青白瓷生产中容易出现的斑点、烟熏、阴黄的原因进行分析，高温青白瓷为了降低狗3+的着色，Fe203+C0 — 2Fe0+C02采用还原气氛烧成，烧成过程中氧化焰与还原焰的过渡如处理不当或还原不足、烧成温度过高、强还原区升温过快，釉面过早玻化， 气孔封闭及二次氧化均会使产品出现发黄现象；另外还原后期还原气氛过浓，CO在高温下产生分解造成釉面积碳形成烟熏，2C0 — C02+C (碳黑)或还原期炉温过低、釉层过厚也会产生烟熏。铁的化合物，金属铁以较大颗粒存在坯釉中而显色是斑点形成的主要原因。通过分析得知，高温烧成气氛的控制不当是瓷器釉面阴黄及烟熏产生的主要原因，铁杂质的存在是斑点产生的主要原因。高温还原气氛烧成不仅会提高产品的能耗，同时烟气含有CO会加重对环境的污染。因此在本项目的可行性论证过程中就确定了采用中温氧化烧成的总体技术路线，采用氧化气氛烧成能避免高温还原气氛不易控制带来的产品缺陷，燃料又得到充分燃烧，把烟气对周围环境的污染程度降至最低。采用中温烧成，烧成温度下降100°C左右，能大大降低能耗，节能25%，缩短烧成周期，延长窑炉、窑具使用寿命，降低生产成本，提高产品的市场竞争力。为了达到项目产品高白度的瓷质，在论证过程中提出了许多方案，通过比较和试验，最后确定采用通过添加着色氧化物对铁钛的着色进行物理补色的办法，减轻铁化合物对瓷质白度的影响。高温青白瓷坯料一般由高岭土及石英、长石组成，为了达到中温氧化的目标，降低坯料的烧成温度，就必须对坯料配方中的熔剂成分进行改革，根据硅酸盐物理化学原理，要完成一系列的物理化学变化，烧结要快速进行，需液相参加，为此应增加熔剂成分、提高坯料细度。根据低共熔点原理，组分越多，低共熔温度越低，即出现液相的温度越低。因此选用多元复合熔剂，使其适应中温氧化烧成的需求，在高温青白瓷坯料中长石一般采用钾长石，能获得更好的光泽度、白度和透明度，能熔更多石英。钾长石的熔融温度范围较宽，熔融温度较高，但会增加坯体的热膨胀系数，降低抗张和弹性性能。为此引入部分钠长石取代钾长石，钠长石的始熔温度比钾长石低，熔化时没有新的晶相产生，形成的液相粘度较低，其粘度随温度的升高而迅速降低，钠长石在高温时对石英、粘土、莫来石的溶解速度快，溶解度也较大，有利于瓷坯的瓷化和提高半透明度，钠长石的助熔作用比钾长石好，能降低坯体的烧结温度。降温效果钠长石比钾长石好，瓷胎透明度高，质地细腻，容易消除针孔、釉泡等缺陷。釉中加Na2O过多特别容易裂纹，为此只能引入部分钠长石。含锂矿物也是优良的熔齐U，锂离子半径比钾、钠离子半径小，锂的化学活性比钾、钠高，其熔剂的作用比钾、钠强得多；锂质熔液溶解石英的能力也很大，以含锂矿物作为熔剂可降低熔液粘度，显著降低坯体的烧结温度、成熟温度和热膨胀系数，采用锂辉石引入。在本发明中采用德化地区高岭土属于富钾高硅类型，在1100°C下，锂辉石与偏高岭石、石英反应生成β-锂辉石固熔体和莫来石，有利于成瓷。其中锂辉石固熔体中的SiO2含量愈多，其热膨胀系数愈小。同时锂辉石的引入对提高瓷坯的热稳定性、强度和密度有很大帮助，其机理为锂辉石吸纳高岭石中SiO2和石英中SiO2，可使石英不断熔解于熔体中，抑制了残余石英向方石英转化，熔体中游离的SiO2含量减少，致使方石英不会因熔体中硅过饱和而结晶。锂辉石降低了 β-石英向α-石英的晶型转变，使β-石英在更宽广的温度区域内稳定，β-石英膨胀系数很低，这对降低瓷坯热膨胀系数、提高抗热震性能有重大意义。另一方面，由于锂辉石的加入，使坯料中长石用量减少，热膨胀系数也会减少。锂辉石的强熔性促使坯体产生较多的玻璃相，提高产品的密度和强度。根据瓷料引入含锂矿物，降低坯体出现液相的温度，1000°C下即可出现莫来石。通过对德化长石、大田长石、宁化长石、仙游长石、浔中瓷石的矿山资源、成分分析、质量情况及交通运输等的比较，最后选定大田长石、宁化长石、浔中瓷石及新疆锂辉石作为坯体熔剂，大田长石及宁化长石矿藏量丰富，均在30万吨以上，质量稳定，以钾长石为主；浔中瓷石烧成温度较低，含有部分钠长石，有利于降低坯体烧成温度，新疆锂辉石含锂量较高，是我国质量较好的锂辉石矿床。高岭土的质量对瓷质的白度有决定性作用，因此对高岭土原料的选择非常慎重， 通过对各地高岭土的分析比较，综合各种因素最后选取德化宝坑矿、洼坑矿、格坑矿三地的高岭土作为坯用高岭土。通过烧成试验，上述三种高岭土的烧后白度均在90个白度单位以上，且矿藏量大，质量稳定，能满足大批量生产的要求，洼坑高岭土的白度比其它两地的白度较高。石英采用大田石英，质量稳定，符合产品的要求。坯体原料化学组成如下表所示
权利要求
1.一种中温氧化高白度蓝玉瓷器，其特征在于其坯料中主要化学成分重量份数如下SW2 55-70份，Al2O3 15-25份，CaO 2_4份，MgO 0. 05-0. 5 份，K2O 2-4 份，Na2O 1. 5-4 份，Li2O 0. 1-0. 5 份，Fe203+Ti02 小于坯料总重量的 0. 25%, IL 4-6 份；其釉料中主要化学成分重量份数如下SW2 60-70份；Al2O3 10-15份；SrO 4_6份； BaO 2-3 份；MgO 1-3 份；CaO 3-5 份；Na2O 1-2 份；K2O 4-6 份；Li2O 1. 5-3 份。
2.如权利要求1所述的一种中温氧化高白度蓝玉瓷器，其特征在于所述坯料配料重量份数如下高岭土 40-55份，长石15-30份，瓷石1-3份，锂辉石2_6份，石英20-30份。
3.如权利要求1所述的一种中温氧化高白度蓝玉瓷器，其特征在于所述釉料配料重量份数如下长石35-50份，锂辉石4-10份，石灰石5-15份，石英15-30份，高岭土 2_8份， 滑石 4-10 份，SrCO3 5-15 份，BaCO3 1-5 份。
4.一种权利要求1或2或3所述的中温氧化高白度蓝玉瓷器的制备方法，其特征在于 在氧化气氛中烧成，烧成温度为1275 士 10°C。
全文摘要
一种中温氧化高白度蓝玉瓷器及其制备方法，其坯料中主要化学成分重量份数如下SiO2 55-70份，Al2O3 15-25份，CaO 2-4份，MgO 0.05-0.5份，K2O 2-4份，Na2O 1.5-4份，Li2O 0.1-0.5份，Fe2O3+TiO2小于坯料总重量的0.25％，IL 4-6份；其釉料中主要化学成分重量份数如下SiO2 60-70份；Al2O3 10-15份；SrO 4-6份；BaO 2-3份；MgO 1-3份；CaO 3-5份；Na2O 1-2份；K2O 4-6份；Li2O 1.5-3份。与现有技术相比，本发明制备的瓷器蓝白度高达80度以上，光泽度达到85％，其他理化性能符合国家标准，且烧成温度降低100℃，合格率提高15％-18％，节油25％，生产成本下降1/3左右，具有成本低、产量高、质量好的优势。
文档编号C04B35/64GK102464488SQ201010532380
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者苏建堆 申请人:福建省泉州龙鹏集团有限公司