专利名称：镁橄榄石——堇青石瓷的制作方法
技术领域：
本发明属于陶瓷技术领域，涉及一种镁橄榄石-堇青石瓷及其制造方法。
提高瓷器的白度、透光度是使日用瓷向着高档瓷发展的一个重要方向。骨灰瓷是国际上公认的高档瓷器种类，用它制作的陶瓷器皿轻而薄、透光性好、优雅洁白。但这种瓷原料来源困难，生产工艺复杂，生产成本高，难以作为日用瓷大批量生产，推广、使用。目前，人们认为滑石瓷也是一种白度高、透光度高的瓷器，但滑石瓷的烧成不太容易掌握，因而滑石瓷的烧成范围比较狭，一般烧结范围只有10～20℃，也就是说温度低了烧不熟，温度高了又容易软化变形(详见《电子陶瓷工艺基础》一书第135页)。因此，滑石瓷也很难作为日用瓷普遍推广使用。
本发明的目的是要提供一种白度高、透光度高、烧成范围比较宽、生产成本低、易于作为日用瓷使用的镁橄榄石-堇青石瓷，以及该瓷的制造方法。
本发明的目的是用以下方式来实现的。该镁橄榄石-堇青石瓷，其瓷胎晶相占瓷的显微结构的40-75%，余为玻璃相(按重量百分比)，晶相中包括镁橄榄石(2MgO·SiO2)占26-60%、堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)占10-28%、顽辉石(MgO·SiO2)占0.5-5%(都为占瓷胎显微结构中的重量百分比)，镁橄榄石的含量大于堇青石的含量。从MgO-Al2O3-SiO2相图中可知，镁橄榄石与滑石都属于含MgO的材料，因此镁橄榄石瓷与滑石瓷一样也具有白度高、透光度高的特征，在镁橄榄石瓷的生成区域，可以根据生产需要准确选取烧成温度在1280℃-1420℃的镁橄榄石瓷的组成点，烧结范围宽达140℃以上(详见《特种陶瓷工艺学》P177)。又根据镁橄榄石(2MgO·SiO2)瓷的组成，可以采取以滑石(3MgO·4SiO2·H2O)和氧化镁(MgO)按一定比例混合均匀在1300℃左右合成镁橄榄石(2MgO·SiO2)。
850℃-1000℃即
由于镁橄榄石热膨胀系数很大(8～10×10-6/℃)，说明镁橄榄石瓷的热稳定性很差，难以用于日常用瓷。但是从MgO-Al2O3-SiO2相图可以看出，与镁橄榄石生成区相邻接有堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)生成区，而堇青石的热膨胀系数(1-2×10-6/℃)很小，比镁橄榄石小7-8倍，如果由镁橄榄石和堇青石再次合成为镁橄榄石-堇青石瓷，那就能生成机械强度很高、热稳定性较好的一种新的瓷石，即镁橄榄石-堇青石瓷，从相图中可以看出，只要选取适合的成分组成点，就能得出我们所需要的，具有烧成温度范围宽，热稳定性好，机械强度高、白度高、透光度高的镁橄榄石-堇青石瓷。实际生产中，由于堇青石的来源主要是根据成型的需要加入一定高可塑性的粘土(高岭土)，由于粘土Al2O3·2SiO2·2H2O含有一定组成的氧化铝(Al2O3)，脱水滑石与脱水粘土反应就生成堇青石2MgO·2Al2O3·5SiO2，这样既可解决成型工艺对塑性要求的问题，又解决了瓷质热稳定性问题。
根据以上技术方案和瓷质结构原理，可以确定瓷胎的基本化学成分范围(重量百分比)为SiO242-55% Al2O35-10%MgO 35-50% K20+Na2O≤0.5%Li2O 0.04-0.21% Fe2O3≤0.2%CaO ≤0.1%一般镁质的瓷胎玻璃相中不含锂(Li)，为了使坯釉膨胀系数一致，提高瓷质的热稳定性，引入少量的氧化锂(Li2O)可以进一步起到热膨胀缓冲作用。在成分中引入少量的K2O+Na2O是为了在原料中引入长石原料作为熔剂，降低烧成温度，使得堇青石烧结范围提高40-60℃，这种效果同样对镁橄榄石-堇青石瓷有效，并有利于适合目前各种窑炉烧成工艺制度。
与瓷胎相配合的釉层料的化学成分，必须在热膨胀性、机械性能、白度、透光性方面相匹配，为此确定本发明瓷釉的基本化学成分范围为(按重量百分比)SiO265-72% Al2O314-16%K2O 5.5-8% Na2O 0.5-2%CaO 1-4% MgO ≤0.5%
Fe2O3≤0.1%本发明生产方法，按下面所述的方式来生产镁橄榄石-堇青石瓷。生产的工艺流程，需经过原料制备加工、配料、球磨、抽浆、过筛、吸铁、压滤、陈腐、练泥、坯体成型、坯体干燥、素烧、施釉、釉烧、成品检验、包装入库等，本发明方法的特点在于(1)、坯料原料配方范围(按重量百分比)为滑石45-65%、氧化镁18-45%、高岭土5-15%、碳酸锂0.1-0.5%、钾长石0-5%;
(2)、釉料原料配方范围(按重量百分比)为钾长石35-50%、钠长石3-15%、高岭土10-14%、工业氧化铝2-7%、方解石2-6%、石英25-30%;
(3)、原料的制备加工包括将300目氧化镁粉料与300目滑石粉干法混合均匀，在1250-1350℃温度下煅烧，合成镁橄榄石，再将合成的镁橄榄石与生滑石、高岭土、碳酸锂、钾长石按(1)的配方要求混合一起湿法球磨20小时，细度250目筛余率≤0.02%，制成可塑法成型坯料;或将合成的镁橄榄石50-60%、高岭土10-15%、镁橄榄石瓷片10-20%、滑石10-20%、碳酸锂0.1-0.5%(按重量百分比)湿法球磨20小时，过250目筛余率≤0.2%，制备成注浆法成型的坯料;
(4)、釉料制备时，工业氧化铝的细度10μm-30μm;
(5)、烧成温度1320℃-1400℃，氧化-弱还原气氛，遂道窑还原带CO含量1-2%。
运用本发明制造的镁橄榄石-堇青石瓷，经测试抗折强度≥1600kg/cm2、抗张强度≥700kg/cm2、耐压强度6000kg/cm2、热稳定性180℃-20℃(水)、白度85-90°、釉面光泽度105-110%，从以上技术指标可看出，镁橄榄石-堇青石瓷在机械强度、白度等方面都大优于现有的日用瓷，并且透光性好。
实施例镁橄榄石-堇青石瓷餐具的生产(1)、确定坯料配方(按重量百分比)滑石60.8%、氧化镁30%、高塑性粘土5%、碳酸锂0.2%、钾长石4%;
(2)、釉料原料配方(按重量百分比)钾长石40%、钠长石10%、高岭土12%、工业氧化铝微粉4%、方解石6%、石英28%，各种原料化学成分见表1各原料化学成分表1 (3)、原料的制备加工将300目氧化镁粉料与300目滑石粉料干法混合均匀，在1350℃温度下煅烧，合成镁橄榄石，将合成的镁橄榄石与生滑石、高岭土、锂辉石、钾长石按坯料配比要求混合一起湿法球磨20小时，细度250目筛余率≤0.02%。
(4)、坯料制泥工艺流程可塑成型泥料选料→配料→球磨→过振动筛→抽浆→吸铁→过振动筛→搅拌→抽浆→压滤→粗练→陈腐→真空练泥。
(5)、釉料制备工艺流程干法配料→球磨→吸铁→过筛→釉浆池(备用)。
(6)、成型对于盘、碟、杯、碗采用滚压成型。
(7)、素烧成型后的坯体经过干燥处理后，进行素烧，采用氧化焰，温度控制在750℃左右。
(8)、施釉将配好的釉料施于素烧后的白胎或经釉下装饰后的坯体上。
(9)、釉烧在70M长的遂道窑中烧成，先氧化焰，后弱还原焰，氧化焰转还原焰时，温度控制在1080℃左右，大火时弱还原焰气氛中含CO量为1.5%，烧成温度1380℃，高火保温时间40分钟。
(10)、成品检验包装。
权利要求
1.一种镁橄揽石--堇青石瓷，其瓷胎晶相占瓷的显微结构的40-75%，余为玻璃相(按重量百分比)，晶相中包括镁橄榄石(2NgO·SiO2)占26-60%、堇青石(2NgO·2Al2O3·5SiO2)占10-28%、顽辉石(MgO·SiO2)占0.5-5%(都为占瓷胎显微结构中的重量百分比)，镁橄榄石的含量大于堇青石的含量。
2.根据权利要求1所述的镁橄榄石-堇青石瓷，其特征在于瓷胎的基本化学成份范围(重量百分比)为SiO242-55% Al2O35-10%MgO 35-50% K2O+Na2O≤0.5%Li2O 0.04-0.21% Fe2O3≤0.2%CaO ≤0.1%
3.根据权利要求1或2或3所述的镁橄榄石-堇青石瓷，其特征在于与瓷胎相配合的瓷釉的基本化学成份范围(重量百分比)为SiO265-72% Al2O314-16%K2O 5.5-8% Na2O 0.5-2%CaO 1-4% MgO ≤0.5%Fe2O3≤0.1%
4.一种镁橄榄石-堇青石瓷的制造方法，需经过原料制备加工、配料、球磨、抽浆、过筛、吸铁、压滤、陈腐、练泥、坯体成型、坯体干燥、烧成，本发明的特征在于(1)、坯料原料配方范围(按重量百分比)为滑石45-65%、氧化镁18-45%、高岭土5-15%、碳酸锂0.1-0.5%、钾长石0-5%;(2)、釉料原料配方范围(按重量百分比)为钾长石35-50%、钠长石3-15%、高岭土10-14%、工业氧化铝2-7%、方解石3-8%，石英25-30%;(3)、原料的制备加工包括将300目氧化镁粉料与300目滑石粉干法混合均匀，在1250-1350℃温度下煅烧，合成镁橄榄石，将合成的镁橄榄石与生滑石、高岭土、碳酸锂、钾长石按(1)的配方要求混合一起湿法球磨20小时，细度250目筛余率≤0.02%，制成可塑法成型坯料;或将合成的镁橄榄石50-60%、高岭土10-15%、镁橄榄石瓷片10-20%、滑石10-20%、碳酸锂0.1-0.5%(按重量百分比)湿法球磨20小时，过250目筛余率≤0.2%，制备成注浆法成型的坯料;(4)、釉料制备时，工业氧化铝的细度10μm-30μm;(5)、烧成温度1320℃-1400℃，氧化-弱还原气氛，遂道窑还原带CO含量1-2%。
全文摘要
本发明属于陶瓷技术领域，涉及一种镁橄榄石——堇青石瓷及其制造方法。该镁橄榄石——堇青石瓷其瓷胎晶相占瓷的显微结构的40—75％，余为玻璃相(按重量比)，晶相中包括镁橄榄石占26—60％、堇青石占10—28％、顽辉石占0.5—5％、镁橄榄石的含量大于堇青石的含量。其生产方法需经过原料加工、配料、球磨、抽浆、过筛、吸铁、压滤、陈腐、练泥、坯体成型、坯体干燥、烧成。本瓷具有机械强度高、白度高、透光性好，釉面光泽度高。
文档编号C04B33/13GK1096999SQ9311147
公开日1995年1月4日 申请日期1993年6月30日 优先权日1993年6月30日
发明者胡勇波 申请人:湖南省醴陵群力瓷厂