本发明属于陶瓷领域，具体涉及一种高石英陶瓷及其制备方法，特别涉及一种高石英质瓷及其制备方法。
背景技术：
高石英陶瓷是以石英为主要原料的高档细瓷，其机械强度高、透明度好、瓷质细腻、釉面光润、色泽柔和、热稳定性好，因此受到了广泛地关注和研究，其中比较有代表性的是高石英质瓷，其最先是由山东硅酸盐研制设计院于1983年研制成功，因其具有上述优良性能，故在国际上被誉为中国的“国瓷”。
目前，为了获得上述具有优良性能的高石英陶瓷，在其制备过程中需严格控制坯料和釉料配方中石英颗粒的颗度，须采用颗度为10μm～30μm的中颗粒石英，釉料采用熔块釉，同时采用高温素烧，中低温釉烧的二次烧成生产工艺。如中国专利文献CN 104591707 A公开了一种高石英日用陶瓷及其制备方法。该技术公开的高石英日用陶瓷由如下重量份原料组成：石英45份-55份、长石粉10份-15份、高岭土35份-40份、滑石粉2份-5份、膨润土5份-7份、腐植酸钠0.3份-0.6份。相应的制备方法如下：1)选取原料；2)配料；3)除铁并压制泥条；4)成型，得到胚体；5)素烧，将胚体进行修胚并放入温度为100℃的烧制炉内，依次在一系列烧结温度和时间下进行烧结，得到高石英陶瓷素胚；6)彩烧，将高石英陶瓷素胚经抛光、喷釉、选白瓷加彩后，在800℃-1150℃下烧制3h-14h，得到高石英日用陶瓷。通过上述技术制得的高石英日用陶瓷机械强度好、釉面硬度高、热稳定性好，并具有良好的白度和透明度。为了使其具有上述性能，上述技术采用了高温素烧和中温釉烧的二次烧成生产工艺，进而导致生产工艺的复杂，能耗大，增加了生产成本。
为了降低二次烧成生产工艺的成本，研究者试图通过一次烧成，如中国专利文献CN 1275547A公开了日用细瓷低温快烧工艺。该低温快烧工艺采用一次烧成，即在成型后的胚体上施釉后直接烧制成日用细瓷，上述技术处理的坯料中的石英含量在62-65wt％，但是制备坯料中的石英含量高达70wt％以上的高石英陶瓷时，因其石英含量高，若采用一次烧成，易出现炸瓷现象，难以保证陶瓷性能。因此，如何采用一次烧成工艺制备高石英陶瓷，且制备过程中不会出现炸瓷现象是本领域亟需解决的问题。
技术实现要素：
为此，本发明所要解决的现有技术中采用一次烧成工艺制备高石英陶瓷易出现炸瓷，难以保证陶瓷的机械性能和热稳定性的缺陷，进而提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。
本发明所提供的一种高石英陶瓷，包括坯料，所述坯料包括如下质量份数的组分：
SiO2 72-77份
Al2O3 13-19份
MgO 1-3份。
进一步地，所述坯料包括如下质量份数的组分：
SiO2 73-75份
Al2O3 14-16份
MgO 2-2.5份。
进一步地，还包括釉料，所述釉料包括如下质量份数的组分：
进一步地，所述釉料包括如下质量份数的组分：
进一步地，所述釉料还包括如下组分：
Fe2O3 0.05-0.1份
TiO2 0.001-0.003份。
本发明还提供了上述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：按所述坯料中各组分含量选择原料进行研磨，制得第一研磨料，再将所述第一研磨料经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，制得所述坯料，备用；按所述釉料中各组分含量选择原料进行研磨，制得第二研磨料，再将所述第二研磨料经过筛、除铁后，制得所述釉料，备用；
2)对所述坯料进行成型处理，制得胚体；采用所述釉料对所述胚体上釉，制得釉坯；
3)对所述釉坯进行烧成处理，制得所述高石英陶瓷。
进一步地，步骤1)中，所述第一研磨料为出磨细度325目筛余0.5～1％的筛下料；
所述第二研磨料为出磨细度325目筛余0.1～0.2％的筛下料。
进一步地，步骤3)中，所述烧成处理步骤的温度为1290-1310℃。
进一步地，步骤3)中，所述烧成处理步骤的温度为1290-1310℃，时间为10h-12h。
进一步地，步骤3)中，所述烧成处理步骤是在隧道窑或辊道窑中进行。
进一步地，步骤3)中，所述烧成处理步骤是采用天然气氧化焰进行烧成的。
进一步地，步骤2)中，在上釉之前，还包括对所述胚体进行干燥和修坯的步骤。
进一步地，步骤1)中，所述原料选自精洗高岭土、原矿高岭土、石英、滑石和腐植酸钠中的至少一种，其中，所述精洗高岭土中SiO2质量含量在48-52％、Al2O3质量含量在30-35％、K2O质量含量在3.5-4.0％、Na2O质量含量在0.45-0.5％、MgO质量含量在0.20-0.25％；
所述原矿高岭土中SiO2质量含量在65-70％、Al2O3质量含量在20-25％、K2O质量含量在0.5-0.7％、Na2O质量含量在0.5-1％、MgO质量含量在0.1-0.15％；
所述石英中SiO2质量含量不小于98％；
所述滑石中SiO2质量含量在62-67％、CaO质量含量在3-3.5％、K2O质量含量在0.15-0.2％、MgO质量含量在30-35％；
步骤2)中，在上釉之前，还包括对所述胚体进行干燥和修坯的步骤。
本发明中需要说明的一点是：所述高石英陶瓷是指坯料中SiO2含量在70wt％以上的陶瓷。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明实施例所提供的高石英陶瓷，通过限定坯料中各组分及其含量，使SiO2在坯料中形成骨架，Al2O3增加坯料的耐火度和烧结范围，MgO助熔坯料，进而降低坯料的烧结温度，最终提高坯料的热稳定性和机械强度；再者，通过限定釉料中各组分及其含量，使SiO2在釉料中成为网络状骨架结构的玻璃生成体，提高了釉料的粘度，而Al2O3、MgO、K2O则进入上述网络状骨架结构中而成为中间体氧化物，提高了釉料的硬度和机械强度，NaO、CaO则助熔釉料，降低烧结温度，通过釉料中各组分及其含量的配合，最终增强了釉料的热稳定性和机械强度。
通过上述坯料和釉料采用一次烧成的高石英陶瓷不会出现炸瓷现象，同时使高石英陶瓷具有优异的机械性能和热稳定性。
2)本发明实施例所提供的高石英陶瓷的制备方法，通过调配坯料和釉料中各组分含量，并在隧道窑或辊道窑中采用天然气氧化焰一次烧成制得高石英陶瓷，在保持高石英陶瓷，特备是高石英质瓷本身特性的情况下，使高石英陶瓷不会出现炸瓷现象，同时使之生产过程与普通瓷生产一致，简化了生产工艺，降低了生产成本，节约能源、提高了产品的竞争力、可大规模化生产。
3)本发明实施例所提供的高石英陶瓷的制备方法，通过将第一研磨料选择为出磨细度325目筛余0.5～1％的筛下料，将第二研磨料选择为出磨细度325目筛余0.1～0.2％的筛下料，使第一研磨料和第二研磨料充分熔融接触，增强两者间的结合力，使制得的高石英陶瓷在加热和外力作用下不会炸裂，提高了高石英陶瓷的机械性能和热稳定性；同时限定烧成处理步骤的温度为1290-1310℃，再结合坯料和釉料中各组分及其含量，降低了高石英陶瓷中方石英相的生成量，提高了莫来石相的生成量，从而防止在烧成过程中出现炸瓷现象，提高了高石英陶瓷的机械性能和热稳定性。
4)本发明实施例所提供的高石英陶瓷的制备方法，选择精洗高岭土提高了半成品的加工性能；采用原矿高岭土减小高石英陶瓷的收缩；选择烧滑石提高了高石英陶瓷的热稳定性和机械强度；选择腐植酸钠是改进泥料性能，提高泥料的可塑性；通过采用氧化焰气氛利于天然气充分燃烧，使高石英陶瓷呈柔和的奶白色，提高其白度。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
下述各实施例和对比例中所述的精洗高岭土、原矿高岭土、石英、滑石中各组分含量如下表1所示：
表1
实施例1
本实施例提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括73kg的SiO2、16kg的Al2O3、2kg的MgO；所述釉料包括56kg的SiO2、13kg的Al2O3、1.8kg的MgO、13kg的CaO、1kg的K2O、5kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：
S1、制备坯料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述坯料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.5％，制得坯浆，将坯浆经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，备用；
S2、制备釉料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述釉料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.1％，制得釉浆，将釉浆经过筛除铁后，备用；
2)对所述坯料滚压成型，制得坯体，将所述坯体于100℃下干燥4h，再经修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)将所述釉坯装车入隧道窑，采用天然气氧化焰下进行1290℃烧成10h，制得高石英陶瓷。
实施例2
本实施例提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括75kg的SiO2、14kg的Al2O3、2.5kg的MgO；所述釉料包括58kg的SiO2、11kg的Al2O3、2.0kg的MgO、11kg的CaO、1.5kg的K2O、4.5kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：
S1、制备坯料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述坯料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余1％，制得坯浆，将坯浆经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，备用；
S2、制备釉料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述釉料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.2％，制得釉浆，将釉浆经过筛除铁后，备用；
2)对所述坯料滚压成型，制得坯体，将所述坯体于200℃下干燥2h，再经修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)将所述釉坯装车入辊道窑，采用天然气氧化焰下进行1310℃烧成11h，制得高石英陶瓷。
实施例3
本实施例提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括74kg的SiO2、15kg的Al2O3、2.7kg的MgO；所述釉料包括57kg的SiO2、12kg的Al2O3、2.0kg的MgO、12kg的CaO、1.2kg的K2O、4.7kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：
S1、制备坯料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述坯料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余1％，制得坯浆，将坯浆经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，备用；
S2、制备釉料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述釉料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.2％，制得釉浆，将釉浆经过筛除铁后，备用；
2)对所述坯料滚压成型，制得坯体，将所述坯体于200℃下干燥2h，再经修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)将所述釉坯装车入隧道窑，采用天然气氧化焰下进行1310℃烧成12h，制得高石英陶瓷。
实施例4
本实施例提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括72kg的SiO2、19kg的Al2O3、1kg的MgO；所述釉料包括55kg的SiO2、15kg的Al2O3、1.5kg的MgO、15kg的CaO、1.2kg的K2O、4.7kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：
S1、制备坯料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述坯料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.5％，制得坯浆，将坯浆经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，备用；
S2、制备釉料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述釉料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.1％，制得釉浆，将釉浆经过筛除铁后，备用；
2)对所述坯料滚压成型，制得坯体，将所述坯体于100℃下干燥4h，再经修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)将所述釉坯装车入隧道窑，采用天然气氧化焰下进行1290℃烧成11h，制得高石英陶瓷。
实施例5
本实施例提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括77kg的SiO2、13kg的Al2O3、3kg的MgO；所述釉料包括60kg的SiO2、10kg的Al2O3、2.0kg的MgO、10kg的CaO、1kg的K2O、5kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：
S1、制备坯料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述坯料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.5％，制得坯浆，将坯浆经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，备用；
S2、制备釉料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述釉料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.1％，制得釉浆，将釉浆经过筛除铁后，备用；
2)对所述坯料滚压成型，制得坯体，将所述坯体于100℃下干燥4h，再经修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)将所述釉坯装车入辊道窑，采用天然气氧化焰下进行1300℃烧成10h，制得高石英陶瓷。
实施例6
本实施例提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括73kg的SiO2、16kg的Al2O3、2kg的MgO；所述釉料包括56kg的SiO2、13kg的Al2O3、1.8kg的MgO、13kg的CaO、1kg的K2O、5kg的Na2O、0.05kg的Fe2O3、0.003kg的TiO2。
所述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：
S1、制备坯料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述坯料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.5％，制得坯浆，将坯浆经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，备用；
S2、制备釉料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述釉料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.1％，制得釉浆，将釉浆经过筛除铁后，备用；
2)对所述坯料滚压成型，制得坯体，将所述坯体于100℃下干燥4h，再经修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)将所述釉坯装车入隧道窑，采用天然气氧化焰下进行1290℃烧成12h，制得高石英陶瓷。
对比例1
本对比例提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括73kg的SiO2、16kg的Al2O3、2kg的MgO；所述釉料包括56kg的SiO2、13kg的Al2O3、1.8kg的MgO、13kg的CaO、1kg的K2O、5kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：
S1、制备坯料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述坯料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.5％，制得坯浆，将坯浆经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，备用；
S2、制备釉料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述釉料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.1％，制得釉浆，将釉浆经过筛除铁后，备用；
2)对所述坯料滚压成型，制得坯体，将所述坯体于100℃下干燥4h，再经修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)将所述釉坯装车入隧道窑，采用天然气氧化焰下进行1250℃烧成12h，制得高石英陶瓷。
对比例2
本对比例提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括75kg的SiO2、23kg的Al2O3、1.5g的CaO、0.5g的MgO、2g的Na2O、4g的K2O、Fe2O3≤0.4；所述釉料包括62kg的SiO2、11kg的Al2O3、2.0kg的MgO、9kg的CaO、4.5kg的K2O、3kg的Na2O、4g的ZnO、2g的F；
所述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：
S1、制备坯料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述坯料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余1％，制得坯浆，将坯浆经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，备用；
S2、制备釉料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述釉料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.2％，制得釉浆，将釉浆经过筛除铁后，备用；
2)对所述坯料滚压成型，制得坯体，将所述坯体于200℃下干燥2h，再经修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)将所述釉坯装车入辊道窑，采用天然气氧化焰下进行1310℃烧成11h，制得高石英陶瓷。
对比例3
本对比例提供了一种高石英陶瓷及其制备方法。所述高石英陶瓷包括坯料和釉料，所述坯料包括74kg的SiO2、12kg的Al2O3、2.7kg的MgO；所述釉料包括57kg的SiO2、12kg的Al2O3、4.0kg的MgO、12kg的CaO、1.2kg的K2O、4.7kg的Na2O；
所述高石英陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)制备坯料和釉料：
S1、制备坯料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述坯料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余1％，制得坯浆，将坯浆经过筛、除铁、榨泥、练泥、陈腐后，备用；
S2、制备釉料：测定各原料水份含量，换算成干料，以干料计，再按上述釉料中各组分含量选择精洗高岭土、原矿高岭土、石英、烧滑石、腐植酸钠；再将上述原料投入球磨机中球磨，控制出磨细度325目筛余0.2％，制得釉浆，将釉浆经过筛除铁后，备用；
2)对所述坯料滚压成型，制得坯体，将所述坯体于200℃下干燥2h，再经修坯后，采用所述釉料上釉，制得釉坯；
3)将所述釉坯装车入隧道窑，采用天然气氧化焰下进行1310℃烧成12h，制得高石英陶瓷。
对上述实施例和对比例中制得的高石英陶瓷进行相关性能测试，测试结果如下表1所示：
表1
从表1可得知，本发明实施例随制得的高石英陶瓷具有优异的机械强度和热稳定性。在坯料中含有高石英时的情况下，制备高石英陶瓷过程中不会出现炸裂现象。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。