专利名称：镁质瓷坯料、镁质瓷及其制备方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷技术领域，具体涉及ー种镁质瓷坯料、镁质瓷的制备方法以及由该制备方法生产的镁质瓷。
背景技术：
日用滑石瓷是ー种以滑石为主体成分的镁质瓷，它是由山东省硅酸盐研究设计院在上世纪70年代研制出的ー个新瓷种。70年代后，国内的山东、辽宁、河北等产瓷区及日本的本领域技术人员都进行了大量的研究，并投入了批量生产。传统日用滑石瓷以滑石为主体原料，其原料配方一般为烧滑石70 75%，长石10 15%，粘土 12 18% ;其特点是白度高、强度大、透光度好、色泽光润，可用作精细日用瓷和エ艺美术瓷。但上述传统滑石瓷的可塑性差，不能很好地满足成型要求。另外，上述传统滑石瓷由于配方组成接近原顽辉石-堇·青石-鳞石英三元系统的最低共熔点组成，当温度低于最低共熔点温度吋，坯体中没有液相生成，但是一旦到达最低共熔点温度时便出现大量液相，而且液相量随温度升高迅速增カロ，导致瓷坯过烧变形，因此，现有技术中只能将滑石瓷的烧成温度控制在狭窄范围内，通常其烧成温度范围只有20°C左右。而对于大批量生产而言，上述因素严重影响产品合格率的提高。同吋，由于该传统日用滑石瓷的主晶相为原顽辉石，而原顽辉石的膨胀系数很大，致使日用滑石瓷的膨胀系数高达7. 8 8. 5X 10_6/°C，存在容易炸瓷的缺陷。因此，传统日用滑石瓷尽管具有高强、高白、高透的优点，但同时也存在成型性能差、烧成范围窄和容易炸瓷等三个致命弱点。因此，开发ー种日用滑石瓷新材质，使之既能保持固有的优点，又能从根本上解决制约滑石瓷发展的三大难题，是当务之急。
发明内容
本发明解决了现有技术中传统日用滑石瓷存在的成型性能差、烧成范围窄、容易炸瓷的技术问题，提供ー种新型镁质瓷配方，该配方得到的镁质瓷热膨胀系数小，热稳定性和成型性能得到提高，同时烧结范围较宽，烧成温度低，炸瓷风险大大降低。本发明的技术方案为
ー种镁质瓷坯料，所述镁质瓷坯料中含有60 70wt%的滑石、20 25wt%的粘土、5 10wt%的长石和5 10wt%的氧化铝；所述滑石为生滑石与烧滑石的混合物，所述粘土为高岭土、球土与膨润土的混合物。ー种镁质瓷的制备方法，包括以下步骤
51、坯体制备将坯料球磨后过筛，陈腐后滚压成型，得到坯体；
52、施釉将步骤SI得到的坯体浸入釉浆中，然后提出，在坯体表面附着釉层，得到施釉生坯；
53、烧结将步骤S2得到的施釉生坯干燥，转入氧化气氛的窑炉内烧结，冷却后得到所述镁质瓷；
其中，所述坯料为本发明提供的镁质瓷坯料。
—种镁质瓷，所述镁质瓷由本发明提供的制备方法制备得到。本发明提供的镁质瓷坯料，通过采用5 10wt%的氧化铝，一方面能保证瓷坯中最后析出原顽辉石和堇青石两种晶相，因此热膨胀系数较小，热稳定性相应提高，降低炸瓷风险；另一方面，坯料中粘土用量増加，且粘土采用复合粘土混合体系，使得坯料的可塑性大大提高，解决了传统滑石瓷成型性能差的问题；同吋，采用长石调节烧成温度，通过氧化铝的骨架作用減少烧结变形，并能拓宽烧结范围。采用本发明提供的坯料以及制备方法制备得到的镁质瓷，其具有良好的抗折强度、白度和光泽度，吸水率和热膨胀系数均较小，热稳定性高。
图I为本发明实施例I中坯料Al与釉料BI经1250°C烧成的平均线热膨胀系数曲线图。图2为本发明实施例I中镁质瓷SlO的烧结曲线图。
具体实施例方式本发明提供了ー种镁质瓷坯料，所述镁质瓷坯料中含有60 70wt%的滑石、20 25wt%的粘土、5 10wt%的长石和5 10wt%的氧化招；所述滑石为生滑石与烧滑石的混合物，所述粘土为高岭土、球土与膨润土的混合物。本发明提供的镁质瓷坯料，通过采用5 10wt%的氧化铝，一方面能保证瓷坯中最后析出原顽辉石和堇青石两种晶相，因此本技术制备的滑石瓷热膨胀系数较小，热稳定性相应提高，降低炸瓷风险；另ー方面，坯料中粘土用量増加，且粘土采用复合粘土混合体系，使得坯料的可塑性大大提高，解决了传统滑石瓷成型性能差的问题；同吋，采用长石调节烧成温度，通过氧化铝的骨架作用減少烧结变形，并能拓宽烧结范围。具体地，本发明的发明人发现，生滑石在磨细后具有一定的可塑性和结合性，因此本发明中所述滑石采用生滑石与烧滑石的混合体系。优选情况下，所述滑石中，生滑石与烧滑石的质量比为(1.6 1.2) :1。另外，本发明的发明人意外发现，所述镁质瓷坯料中，所述粘土在采用高岭土和膨润土的基础上，同时加入一定量高可塑性的球土，即采用复合粘土体系能使坯料的可塑性大大提高，从而解决镁质瓷成型难的问题。优选情况下，所述粘土中，高岭土、球土与膨润土的质量比为(2. 9 3. I) (1. 9 2. I) :1。采用本发明提供的原料配方的镁质瓷坯料，其化学组成为50 60wt%Si02、10 20wt%Al203、l 3wt%Ca0、16 26wt%Mg0、K20 与 Na2O 的总含量为 I 3wt%。本发明的发明人通过进ー步的实验发现，本发明中，所述镁质瓷坯料的原料组成为滑石的含量为62. 6wt%,粘土的含量为21. 4wt%,长石的含量为7. lwt%,氧化招的含量为8. 9被％时，此时坯料的可塑性最強，烧结温度范围宽。采用该坯料得到的坯体可成型12吋大平盘，其干燥收缩为4. 6%，烧成收缩为8. 4%，总收缩仅为12. 7%，热膨胀系数为6. 5X 10^7°C,白度彡80，烧成温度范围为1230°C 1270°C。此时，所述镁质瓷坯料的化学组成为57. 53wt%Si02、18. 2wt%Al203、l. 61wt%Ca0、20. 68wt%Mg0、l. 33wt%K20、0. 43wt%Na20、0. 18wt%Fe203、0. 04wt%Ti02。
本发明中，所述长石优选采用钾长石，其化学组成稳定。优选情况下，所述镁质瓷坯料中99. 98wt%以上颗粒的粒径低于60 μ m。例如，所述镁质瓷坯料中各颗粒的粒度分布如表I所示
表 I _
权利要求
1.一种镁质瓷坯料，其特征在于，所述镁质瓷坯料中含有60 70wt%的滑石、20 25wt%的粘土、5 10wt%的长石和5 10wt%的氧化招；所述滑石为生滑石与烧滑石的混合物，所述粘土为高岭土、球土与膨润土的混合物。
2.根据权利要求I所述的镁质瓷坯料，其特征在于，所述滑石中，生滑石与烧滑石的质量比为(1.6 1.2) : I ;所述粘土中，高岭土、球土与膨润土的质量比为(2. 9^3. I)(I. 9 2. I) :1。
3.根据权利要求I或2所述的镁质瓷坯料，其特征在于，所述镁质瓷坯料的化学组成为50 60wt%Si02、10 20wt%Al203、l 3wt%CaO、16 26wt%MgO、K2O 与 Na2O 的总含量为I 3wt%0
4.根据权利要求I或2所述的镁质瓷坯料，其特征在于，滑石的含量为62.6wt%，粘土的含量为21. 4wt%,长石的含量为7. lwt%,氧化招的含量为8. 9wt%。
5.根据权利要求I或2所述的镁质瓷坯料，其特征在于，所述镁质瓷坯料中99.98wt%以上颗粒的粒径低于60 μ m。
6.一种镁质瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 51、坯体制备将坯料球磨后过筛，陈腐后滚压成型，得到坯体； 52、施釉将步骤SI得到的坯体浸入釉浆中，然后提出，在坯体表面附着釉层，得到施釉生坯； 53、烧结将步骤S2得到的施釉生坯干燥，转入氧化气氛的窑炉内烧结，冷却后得到所述镁质瓷； 其中，所述坯料为权利要求I 5任一项所述的镁质瓷坯料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤SI中，球磨之前还包括往坯料中加入坯料添加剂的步骤；所述坯料添加剂选自羧甲基纤维素钠、糊精、腐植酸钠中的一种或多种；以坯料的总重量为基准，添加剂的含量为O O. 6wt%。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤SI中，所述球磨为湿磨，且球磨至颗粒细度达到IOym以下的颗粒体积> 60%或325目筛余< O. 2% ;过筛时采用的筛网尺寸为200目；陈腐时间为5 15天。
9.根据权利要求6或8所述的制备方法，其特征在于，步骤SI中，还包括过筛之后、陈腐之前进行除铁、脱水和真空练泥的步骤；脱水后体系中水含量为23. 5 24. 5wt% ;真空练泥的真空度为-O. 095 -O. IMpa，练泥次数为2 3次。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述釉浆中的釉料组成为高岭土 6 10wt%、石英15 25wt%、长石25 30wt%、方解石2 6wt%、娃灰石3 7wt%、烧滑石8 12wt%、镁质废瓷粉3 10wt%、熔块3 7wt%、氧化锌2 8wt%、招粉5 10 wt%0
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述釉料的化学组成为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.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述釉浆中还含有水和釉添加剂；以釉料的总重量为基准，釉添加剂的含量为O至O. 4wt% ;所述釉添加剂选自三聚磷酸钠、腐植酸钠中的至少一种。
13.根据权利要求6或10所述的制备方法，其特征在于，所述釉浆中颗粒细度达到10 μ m以下的颗粒体积> 90%，或325目筛余< O. 1%。
14.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，釉浆相对密度为I.3 I.6，釉层厚度为O. 3mm O. 5mm ;步骤S3中，施釉生坯干燥至含水量< 2wt%后入窑烧结。
15.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，烧成总时间为5 6小时；烧成温度为1230 1270°C，烧成温度下的烧结时间为30-40分钟。
16.一种镁质瓷，其特征在于，所述镁质瓷由权利要求6 15任一项所述的制备方法制备得到。
全文摘要
本发明提供了一种新型镁质瓷坯料，所述镁质瓷坯料中含有60～70wt%的滑石、20～25wt%的粘土、5～10wt%的长石和5～10wt%的氧化铝；所述滑石为生滑石与烧滑石的混合物，所述粘土为高岭土、球土与膨润土的混合物。本发明还提供了一种镁质瓷的制备方法以及由该方法制备得到的镁质瓷。采用本发明提供的坯料、釉料以及制备方法制备得到的镁质瓷，热膨胀系数小，热稳定性和成型性能得到提高，同时烧结范围较宽，烧成温度低，炸瓷风险大大降低。
文档编号C04B41/86GK102786298SQ201210300160
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者林迪辉 申请人:湖南仙凤瓷业有限公司