专利名称：一种镁质日用细瓷坯体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型镁质日用细瓷坯体，更进一步，涉及一种镁质日用细瓷坯体熔剂系统的组成及其合成制备方法，属于日用陶瓷领域。
背景技术：
镁质日用细瓷是山东省硅酸盐研究设计院于1978年发明的一种日用细瓷新材质，曾获得国家技术发明四等奖，是唯 一采用滑石为主要原料制备的日用细瓷。镁质日用细瓷自诞生之日起，便深受市场欢迎，具有瓷质细腻、白度极高、热稳定性好、强度高等优良特性，是市场公认的日用强化瓷品种之一，经得起厨房作业的颠波碰撞，不易损坏，更适宜于机械洗涤、高温蒸煮消毒、电烤箱持续高温和微波加热等现代生活方式。但是，以长石类矿物为熔剂的镁质瓷坯体，在高温烧结过程中，产生的高温液相的数量和粘度随烧成温度变化非常剧烈，导致镁质日用细瓷自诞生以来烧成温度范围很窄，仅15°C左右，产品变形趋势很大，器形规整度很差。为解决产品变形问题，产业界不惜加大产品的厚度，导致镁质日用细瓷制品笨重，厚度甚至达到十几个毫米厚，而且变形度仍然不能彻底解决。上述生产现状导致镁质强化瓷沦为中低档陶瓷的行列。另外，镁质日用细瓷烧成温度普遍较高，大多在1320 1350°C，能耗较大，节能降耗压力较大。为此，很多科技人员开展了大量的工作，均未得到显著的改善，亦未有产业化成果O发明目的及内容本发明的目的在于解决镁质日用细瓷自诞生以来，存在的的烧成温度高、烧成温度范围窄的固有缺陷，而提供一种新型合成熔剂，该合成熔剂，一方面可以完全替代长石熔剂实现镁质日用细瓷坯体的液相烧结，而且烧成温度低、烧成范围宽；另一方面，在瓷胎冷却过程中，该熔剂可以几乎全部晶化，转变为极细小晶体，这样在不改变镁质日用细瓷优良外观的前提下，将传统镁质日用细瓷瓷胎中的玻璃相几乎全部转变为极细小晶体，显著提升传统镁质日用细瓷的理化性能，尤其是机械强度和热稳定性，不仅彻底解决了镁质日用细瓷诞生以来存在的烧成温度高、烧成温度范围窄的固有缺陷，而且显著提升了镁质日用细瓷的理化性能。本发明的目的可以通过以下技术措施来实现本发明镁质日用细瓷坯体，由滑石、熔剂、粘土等原料组成，其中，所述的熔剂为一种合成熔剂，该熔剂包含以下组分以摩尔百分数计，SiO2 45. O 70. 0%，Al2O31. O 8. 0%，碱金属氧化物1. O 10. 0%，碱土金属氧化物O. O 40. 0%，Β2035· O 20. 0%。或者，所述的合成熔剂包含以下化学组分以质量百分数计，SiO2 45. O 70. 0%，Α12033· O 12. 0%，碱金属氧化物2. O 10. 0%，碱土金属氧化物O. O 42. 0%，Β2035· O 20. 0%。其中，所述的碱金属氧化物为氧化锂、氧化钾、氧化钠中的任意一种或其任意组合；所述的碱土金属氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钡、氧化锶中的任意一种或其任
意组合。另外，本发明所述的合成熔剂还包含二氧化钛、二氧化锆、硅酸锆、氟化钙、骨灰、磷酸钙中的任意一种或其任意组合，其含量以摩尔百分数计为O 10. 0%。或者，所述的合成熔剂还包含二氧化钛、二氧化锆、硅酸锆、氟化钙、骨灰、磷酸钙中的任意一种或其任意组合，其含量以质量百分数计为O 15. 0%。优化选择，本发明所述的镁质日用细瓷坯体，使用的合成熔剂包含以下组分以摩尔百分数计，SiO2 55. O 65. 0%，Α12033· O 6. 0%，碱金属氧化物3. O 7. 0%，碱土金属氧化物 8. O 25. 0%, B2O3 8. O 15. 0%。
或者，所述的合成熔剂包含以下化学组分以质量百分数计，SiO2 50. O 65. 0%，Α12034· 5 10. 0%，碱金属氧化物4. O 9. 0%，碱土金属氧化物10. O 30. 0%，Β2039· O 16. 0%。本发明所述镁质日用细瓷坯体的熔剂的制备方法是将所述化学组分对应的各种原料预先混合均匀后，在1250 1650°C温度下熔融、水淬后，便得到所述的合成熔剂。所述的合成熔剂在镁质日用细瓷坯体中的用量，以质量百分数计，为5 20%。本发明与现有技术相比，具有以下技术特点和效果1、本发明采用SiO2-Al2O3-R2O-RO-B2O3系统为熔剂系统的基础组成，并且辅以各种弓I晶剂和细晶剂，如TiO2、ZrO2、ZrSiO4、氟化钙、骨灰、磷酸钙，等，既保证了熔剂系统在高温下可以具有长石熔剂相同的烧结行为(熔体高温粘度、高温粘度随温度变化的速率)，完全可以替代长石熔剂，实现镁质日用细瓷坯体的低温液相烧结，又保证了熔剂系统在瓷胎冷却过程中能够整体析晶，且析出的晶体为极细小晶体，从而保证了本发明目的的实现。本发明合成熔剂的SEM照片、XRD图片和差热-失重曲线见附图所示。2、在镁质日用细瓷坯体中，采用本发明合成熔剂等量替代长石熔剂后，镁质日用细瓷的外观质量，如白度、透光度、瓷质细腻程度等，没有任何改变，但烧成温度显著降低，实验表明，可以降低100 150°C，实现了镁质日用细瓷的低温节能生产。3、采用本发明合成熔剂等量替代长石熔剂后，镁质日用细瓷瓷胎的理化性能得到大幅度提高。实验表明，镁质日用细瓷的抗弯强度可以由120 140MPa，提高到220 240MPa，热稳定性可以由200 220°C— 20°C水一次热交换不炸裂，提高到240 260 V -* 20 V水一次热交换不炸裂，获得了突出的技术效果。4、采用本发明合成熔剂等量替代长石熔剂后，镁质日用细瓷瓷胎的烧成温度范围得到大幅度提高，由15°C提高到30 40°C，大幅度降低了镁质日用细瓷的生产难度，保证了其产品规整度，实现了镁质日用细瓷的薄胎化和高档化生产。5、实现了镁质日用细瓷生产低温节能烧成和高性能的完美统一。
附图1本发明合成熔剂的SEM照片；附图2本发明合成熔剂的XRD图片；附图3本发明合成熔剂的差热-失重曲线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。实施例1 :本发明镁质日用细瓷坯体，由滑石、熔剂、粘土等原料组成，所述的熔剂为一种合成熔剂，包含以下化学组分以摩尔百分数计，Si026 3 . 5%，Α12033· 2%，K2O 3. 1%，CaO
4.0%，MgO 3. 2%，ZnO 3. 1%，Β20312· 7%，氟化钙2. 4%，氧化锆4. 8%。或者，以质量百分数计，Si0257 . 0%, Α12034· 8%, K2O 4. 5%, CaO 3. 3%, MgO1. 9%, ZnO 3. 9%, Β20313· 1%，氟化钙 2. 7%,氧化锆8. 8%。上述合成熔剂的制备方法是将上述化学组分首先计算出各自对应的各种原料(以质量百分数计)钾长石24%,娃灰石6%,滑石5%,错英石11. 5%,硼酸21%,石英24%,硝酸钾2. 5%,氧化锌3. 5%,萤石2. 5%ο将上述原料预先混合均匀后，在1380°C温度下熔融、水淬后，便得到所述的镁质日用细瓷坯体烧结用熔剂系统。本发明合成熔剂的SEM照片、XRD图片和差热-失重曲线见附图1_3所示。从附图1可以看出，本发明合成熔剂高温熔体冷却到室温后，几乎全部转变为细小晶体，晶体大小均匀一致，平均在2um左右。从附图2XRD曲线亦可以看出，本发明合成熔剂高温熔体冷却到室温后，几乎全部转变为晶相，无玻璃相存在。从附图3可以看出，本发明合成熔剂在测试温度范围内(0-1100°C)，其差热曲线为一条平滑DTA曲线，无明显放热峰，这说明在测试条件下((TllO(TC),无法找到合成熔剂熔体的析晶起始温度，即合成熔剂熔体在1100°C以上就已经开始析晶，这与本发明预期的高温快速整体析晶相一致。其它实施例见下表所示(以下合成熔剂的组成均以摩尔百分数表示)。制备工艺同实施例1。
权利要求
1.一种镁质日用细瓷坯体，由滑石、熔剂、粘土等原料组成，其特征在于，所述的熔剂为一种合成熔剂，该熔剂包含以下组分以摩尔百分数计，Si0245. O 70. 0%，Al2O3L O 8.0%，碱金属氧化物1. O 10. 0%，碱土金属氧化物O. O 40. 0%，Β2035· O 20. 0%。
2.如权利要求1所述的镁质日用细瓷坯体，其特征在于，所述的合成熔剂包含以下化学组分以质量百分数计，Si0245. O 70. 0%，Al2033. O 12. 0%，碱金属氧化物2. O 10.0%,碱土金属氧化物 O. O 42. 0%, Β2035· O 20. 0%。
3.如权利要求1所述的镁质日用细瓷坯体，其特征在于，所述的碱金属氧化物为氧化锂、氧化钾、氧化钠中的任意一种或其任意组合；所述的碱土金属氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钡、氧化锶中的任意一种或其任意组合。
4.如权利要求1所述的镁质日用细瓷坯体，其特征在于，所述的合成熔剂还包含二氧化钛、二氧化锆、硅酸锆、氟化钙、骨灰、磷酸钙中的任意一种或其任意组合，其含量以摩尔百分数计为O 10. 0%。
5.如权利要求2所述的镁质日用细瓷坯体，其特征在于，所述的合成熔剂还包含二氧化钛、二氧化锆、硅酸锆、氟化钙、骨灰、磷酸钙中的任意一种或其任意组合，其含量以质量百分数计为O 15. 0%。
6.如权利要求1所述的镁质日用细瓷坯体，其特征在于，所述的合成熔剂包含以下组分以摩尔百分数计，Si025 5. O 65. 0%，Α12033· O 6. 0%，碱金属氧化物3. O 7. 0%，碱土金属氧化物 8. O 25. 0%, Β2038· O 15. 0%。
7.如权利要求2所述的镁质日用细瓷坯体，其特征在于，所述的合成熔剂包含以下化学组分以质量百分数计，Si0250. O 65. 0%，Α12034· 5 10. 0%，碱金属氧化物4. O 9. 0%，碱土金属氧化物10. O 30. 0%, Β2039· O 16. 0%。
8.如权利要求1所述的镁质日用细瓷坯体，其特征在于，所述的熔剂的制备方法是将所述化学组分对应的各种原料预先混合均匀后，在1250 1650°C温度下熔融、水淬后，便得到所述的合成熔剂。
9.如权利要求1所述的镁质日用细瓷坯体，其特征在于，所述的合成熔剂在镁质日用细瓷坯体中的用量，以质量百分数计，为5 20%。
全文摘要
本发明涉及一种新型镁质日用细瓷坯体，更进一步，涉及一种镁质日用细瓷坯体的熔剂系统，属于日用陶瓷领域。本发明镁质日用细瓷坯体，由滑石、熔剂、粘土等原料组成，其中,所述的熔剂为一种合成熔剂，该熔剂包含以下组分以摩尔百分数计，SiO245.0～70.0%，Al2O31.0～8.0%，碱金属氧化物1.0～10.0%，碱土金属氧化物0.0～40.0%，B2O35.0～20.0%。采用本发明合成熔剂等量替代长石熔剂后，镁质日用细瓷的外观质量没有任何改变，但烧成温度降低100～150℃，抗弯强度提高到200～240MPa，热稳定性提高到240～260℃→20℃水一次热交换不炸裂。实现了镁质日用细瓷生产低温节能烧成和高性能的完美统一。
文档编号C04B33/13GK103011766SQ20121057235
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者王志义, 王晖 申请人:青岛科技大学