专利名称：复合式陶瓷平板的成型及烧成方法
技术领域：
本发明属于陶瓷成型的技术领域，涉及一种通过将陶瓷浆料浇注、即把陶瓷浆抖浇注在一个吸收液体或可透水的型模内，允许液体浸湿或通过型模壁来生产陶瓷制品的方法，特别涉及一种复合式陶瓷平板的成型及烧成方法(B28B1/26)。
目前，通过将陶瓷浆料浇注，即把陶瓷浆料浇注在一个吸收液体或可透水的型模内，允许液体浸湿或通过型模壁来生产陶瓷制品的方法，通常只能生产出中空的陶瓷制品，例如中空的陶瓷平板等。上述方法制成的陶瓷平板其强度较小，尺寸也不可能做大，特别是将陶瓷平板用作固液分离的滤板时，希望能有一种过滤性能好，单块面积大，强度大且使用寿命长的陶瓷平板。
本发明的目的在于提供一种复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，该方法所制成的复合式陶瓷平板的上下两个面为含有微孔的簿壁结构，其壁厚可以根据不同的使用目的来确定，在由薄壁构成的两个面(或称之为复合式陶瓷平板的外壳)之间充填有支撑颗粒，支撑颗粒与支撑颗粒之间具有足够的空隙，支撑颗粒与支撑颗粒之间以及支撑颗粒与薄壁的内侧面之间相互粘联在一起，使之成为一个整体。可见，上述支撑颗粒具有支撑陶瓷平板的上下两个面的作用，而支撑颗粒与支撑颗粒之间的空隙则能够作为液体的通道。为此，该陶瓷平板用作固液分离的滤板时，具有过滤性能好、强度大且使用寿命长的特点。
本发明的任务是以下述方式完成的一种复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，具有如下工艺过程，A、陶瓷浆料的制备，B、制备支撑颗粒，C、准备好石膏型模，并利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料对该石膏型模进行第一次注浆，注满后待15分钟～60分钟回浆，制得所需厚度的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层，其关键在于，D、待由C工艺过程制得的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层中的水分含量在7％～20％的范围内时，将由B工艺过程制得的支撑颗粒通过石膏型模的注浆口均匀地填充进构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层的空腔之内，E、紧接着D工艺过程，对已填充支撑颗粒的空腔进行第二次注浆，注满后待3分钟～8分钟回浆，并保证不使支撑颗粒从石膏型模的注浆口落出，待10分钟～60分钟脱模，F、脱模后的坯体经缓慢、钧匀地干燥后，最后加以烧成。
为了保证复合式陶瓷平板的外壳，即构成复合式陶瓷平板的上下两个面的薄壁中有足够的微孔，并且有效避免出现由于气泡所形成的空洞的现象，在上述A工艺过程制备好的陶瓷浆料中最好再加入成孔剂，并对该陶瓷浆料进行真空搅拌。
上述成孔剂可以选用碳黑，其加入量可以按0.5％～5％(重量百分比)的比例添加进陶瓷原料中。碳黑在高温下氧化成气体，这样就增加了微孔，可见微空的多少可以通过碳黑的加入量采加以控制。而进行真空搅拌，可以消除陶瓷浆料中的气泡。
对石膏型模的注浆口进行第二次注浆的目的是为了在支撑颗粒与支撑颗粒之间以及支撑颗粒与薄壁的内侧面之间的相互接触部位上形成一定的泥层，使它们相互粘联在一起，为了保证第二次回浆能充分倒尽，第二次注入的浆料以较稀一些为宜，使该浆料有良好的流动性。第二次回浆充分倒尽的目的也是为了保证在支撑颗粒与支撑颗粒之间具有足够的空隙。所以可以在进行E工艺过程之前增加一个稀释工艺过程，即增加一个对由A工艺过程制备好的陶瓷浆料进行加水稀释的工艺过程，或者增加一个制备第二次注浆用的陶瓷浆料的工艺过程。
上述制备支撑颗粒的工艺过程可以是，B1-1、制备陶瓷浆料，B1-2、将陶瓷浆料利用注浆成型的方法先制成条，再切成段，修去锐利的尖角后加以适当干燥。也可以是，
B2-1、制备陶瓷浆料，B2-2，将陶瓷浆料利用注浆成型的方法制成小球后加以适当干燥。或者可以是，B3、利用塑性成型的方法制成所需的支撑颗粒。
上述支撑颗粒既可以与复合式陶瓷平板上下两个薄壁的材料相同，也可以与复合式陶瓷平板上下两个薄壁的材料不同，只要求其具有一定的吸水性能，能与第二次注入的陶瓷浆料良好结合即可。
为了保证所制得的坯体在烧成过程中尽可能不发生变形或少变形，支撑坯体的窑具，其支撑面最好具有镂空构造，以便坯体在烧成过程中能双面同时受热。
由于坯体在烧成过程中会有一定程度的收缩，为了保证所制得的坯体在烧成过程中不产生开裂现象，支撑坯体的窑具最好以30～85°的倾角斜置在烧成窑内，这样可以使坯体自身的重量起到帮助收缩的作用。
烧成温度最好为1300℃～1360℃，而且升温速率不可太快，一般可以控制在70℃/h以下。
下面通过对实施例的描述对本发明作进一步详细说明。
附图
为利用本发明提供的复合式陶瓷平板的成型及烧成方法所制成的复合式陶瓷平板的剖面结构示意图。
参照附图，复合式陶瓷平板的上层薄壁1和下层薄壁2之间充填有支撑颗粒3，支撑颗粒3与支撑颗粒3之间具有足够的空隙4，支撑颗粒3与支撑颗粒3之间以及支撑颗粒3颗粒与上层薄壁1和下层薄壁2的内侧面之间相互粘联在一起，使之成为一个整体。
实施例一A，制备含水量约为33％的陶瓷浆料，B，利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料利用注浆成型的方法先制成条，再切成段，修去锐利的尖角后加以适当干燥，制得支撑颗粒，C、准备好石膏型模，并利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料对该石膏型模进行第一次注浆，注满后待15分钟回浆，制得构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层，该泥层的厚度约为4mm，D、待由C工艺过程制得的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层中的水分含量约为20％时，即在第一次回浆以后约5分钟时，将由B工艺过程制得的支撑颗粒通过石膏型模的注浆口均匀地填充进构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层的空腔内，E、紧接着D工艺过程，利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料对已填充支撑颗粒的空腔进行第二次注浆，注满后待3分钟回浆，并保证不使支撑颗粒从石膏型模的注浆口落出，待10分钟后脱模，F、脱模后的坯体经缓慢，均匀地干燥后，最后在1300℃左右的高温条件下加以烧成，并控制升温速率不大于70℃/h。
实施例二A、制备含水量约为33％的陶瓷浆料，B、利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料利用注浆成型的方法制成小球后加以适当干燥，制得直径约为0.7cm的支撑颗粒，C、准备好石膏型模，并利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料对该石膏型模进行第一次注浆，注满后待60分钟回浆，制得构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层，该泥层的厚度约为10mm，D、待由C工艺过程制得的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层中的水分含量约为7％时，即在第一次回浆以后约15分钟时，将由B工艺过程制得的支撑颗粒通过石膏型模的注浆口均匀地填充进构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层的空腔内，E、紧接着D工艺过程，利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料对已填充支撑颗粒的空腔进行第二次注浆，注满后待8分钟回浆，并保证不使支撑颗粒从石膏型模的注浆口落出，待60分钟后脱模，F、脱模后的坯体经缓慢、均匀地干燥后，最后在1360℃左右的高温条件下加以烧成，并控制升温速率不大于70℃/h。
实施例三A1、制备含水量约为30％的陶瓷浆料，添加进0.5％(重量百分比)的碳黑，并进行真空搅拌，A2、制备含水量约为40％的陶瓷浆料B、利用由A1工艺过程制备好的陶瓷浆料利用注浆成型的方法先制成条，再切成段，修去锐利的尖角后加以适当干燥，制得支撑颗粒。
C、准备好石膏型模，并利用由A1工艺过程制备好的陶瓷浆料对该石膏型模进行第一次注浆，注满后待15分钟回浆，制得构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层，该泥层的厚度约为4mm，D、待由C工艺过程制得的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层中的水分含量约为20％时，即在第一次回浆以后约5分钟时，将由B工艺过程制得的支撑颗粒通过石膏型模的注浆口均匀地填充进构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层的空腔内，E、紧接着D工艺过程，利用由A2工艺过程制备好的陶瓷浆料对已填充支撑颗粒的空腔进行第二次注浆，注满后待3分钟回浆，并保证不使支撑颗粒从石膏型模的注浆口落出，待10分钟后脱模，F、脱模后的坯体经缓慢，均匀地干燥后，最后在1330℃左右的高温条件下加以烧成，并控制升温速率不大于70℃/ h。
实施例四A1、制备含水量约为30％的陶瓷浆料，添加进5％(重量百分比)的碳黑，并进行真空搅拌，A2、制备含水量约为40％的陶瓷浆料，B、利用由A1工艺过程制备好的陶瓷浆料利用注浆成型的方法制成小球后加以适当干爆，制得直径约为1cm的支撑颗粒，C、准备好石膏型模，并利用由A1工艺过程制备好的陶瓷浆料对该石膏型模进行第一次注浆，注满后待60分钟回浆，制得构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层，该泥层的厚度约为10mm，D、待由C工艺过程制得的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层中的水分含量约为15％时，即在第一次回浆以后约10分钟时，将由B工艺过程制得的支撑颗粒通过石膏型模的注浆口均匀地填充进构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层的空腔内，E、紧接着D工艺过程，利用由A2工艺过程制备好的陶瓷浆料对已填充支撑颗粒的空腔进行第二次注浆，注满后待8分钟回浆，并保证不使支撑颗粒从石膏型模的注浆口落出，待60分钟后脱模。
F、脱模后的坯体经缓慢，均匀地干燥后，最后在1360℃左右的高温条件下加以烧成，并控制升温速率不大于70℃/h。
实施例五A、制备含水量约为35％的陶瓷浆料，添加进2％(重量百分比)的碳黑，并进行真空搅拌，B、利用塑性成型的方法制成直径约为1cm的支撑颗粒，C、准备好石膏型模，并利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料对该石膏型模进行第一次注浆，注满后待40分钟回浆，制得构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层，该泥层的厚度约为7mm，D、待由C工艺过程制得的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层中的水分含量约为10％时，即在第一次回浆以后约13分钟时，将由B工艺过程制得的支撑颗粒通过石膏型模的注浆口均匀地填充进构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层的空腔内，E、紧接着D工艺过程，利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料对已填充支撑颗粒的空腔进行第二次注浆，注满后待3分钟回浆，并保证不使支撑颗粒从石膏型模的注浆口落出，待30分钟后脱模，F、脱模后的坯体经缓慢，均匀地干燥后，最后在1340℃左右的高温条件下加以烧成，并控制升温速率不大于70℃/h。
实施例六A1、制备含水量约为32％的陶瓷浆料，添加3％(重量百分比)的碳黑后进行真空搅拌，A2、制备含水量约为42％的陶瓷浆料B、利用塑性成型的方法制成直径约为0.8cm的支撑颗粒，C、准备好石膏型模，并利用由A1工艺过程制备好的陶瓷浆料对该石膏型模进行第一次注浆，注满后待50分钟回浆，制得构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层，该泥层的厚度约为8mm，D、待由C工艺过程制得的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层中的水分含量约为20％时，即在第一次回浆以后约5分钟时，将由B工艺过程制得的支撑颗粒通过石膏型模的注浆口均匀地填充进构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层的空腔内，E、紧接着D工艺过程，利用由A2工艺过程制备好的陶瓷浆料对已填充支撑颗粒的空腔进行第二次注浆，注满后待5分钟回浆，并保证不使支撑颗粒从石膏型模的注浆口落出，待40分钟后脱模，F、脱模后的坯体经缓慢，均匀地干燥后，最后在1350℃左右的高温条件下加以烧成，并控制升温速率不大于70℃/h。
本发明由于把陶瓷浆料浇注在一个可以吸收液体的石膏型模内，注满后只需通过回浆时间的控制，便可方便制得不同厚度的复合式陶瓷平板的外壳。并且本发明由于在陶瓷浆料中添加了成孔剂，并进行了真空搅拌，所以能保证复合式陶瓷平板的外壳，即构成复合式陶瓷平板的上下两个面的薄壁中具有足够的微孔，并且可以有效避免出现由气泡形成的空洞的现象。
因为对由外壳构成的空腔内充填了支撑颗粒，并且支撑颗粒与支撑颗粒之间具有足够的空隙，所以保证了复合式陶瓷平板具有良好的过滤性能。
由于本发明中具有第二次注浆工艺，所以能使支撑颗粒与支撑颗粒之间以及支撑颗粒与外壳的内侧面之间的相互接触部位相互粘联在一起，使之成为一个整体，从而提高了复合式陶瓷平板的强度，也延长了其寿命。同时也使大面积中空薄壁平板的制作成为可能。
由于支撑坯体的窑具的支撑面具有镂空构造，所以坯体在烧成过程中能双面同时均匀受热，可以保证坯体在烧成过程中尽可能不发生变形或少变形。
由于支撑坯体的窑具是以30°～85°的倾角斜置在烧成窑内的，这样可以利用坯体自身的重量起到帮助收缩的作用，使坯体在烧成过程中尽量避免开裂现象。
权利要求
1.一种复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，具有如下工艺过程，A、陶瓷浆料的制备，B、制备支撑颗粒，C、准备好石膏型模，并利用由A工艺过程制备好的陶瓷浆料对该石膏型模进行第一次注浆，注满后待15分钟～60分钟回浆，制得所需厚度的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层，其特征是，D、待由C工艺过程制得的构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层中的水分含量在7％～20％的范围内时，将由B工艺过程制得的支撑颗粒通过石膏型模的注浆口均匀地填充进构成复合式陶瓷平板的上下两个面的泥层的空腔之内，E、紧接着D工艺过程，对石膏型模已填充支撑颗粒的空腔进行第二次注浆，注满后待3分钟～8分钟回浆，并保证不使支撑颗粒从石膏型模的注浆口落出，待10分钟～60分钟脱模，F、脱模后的坯体经缓慢、钧匀地干燥后，最后加以烧成。
2.根据权利要求1规定的复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，其特征是在上述A工艺过程制备好的陶瓷浆料中再加入成孔剂，并对该陶瓷浆料进行真空搅拌。
3.根据权利要求2规定的复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，其特征是上述成孔剂为碳黑，其加入量是陶瓷原料总重量的0.5％～5％。
4.根据权利要求1或2或3规定的复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，其特征是在进行E工艺过程之前增加一个对由A工艺过程制备好的陶瓷浆料进行加水稀释的工艺过程，或者增加一个制备第二次注浆用的陶瓷浆料的工艺过程。
5.根据权利要求4规定的复合或陶瓷平板的成型及烧成方法，其特征是所述制备支撑颗粒的工艺过程是，B1-1、制备陶瓷浆料，B1-2、将陶瓷浆料利用注浆成型的方法先制成条，再切成小段，修去锐利的尖角后加以适当干燥。或者是B2-1、制备陶瓷浆料，B2-2、将陶瓷浆料利用注浆成型的方法制成小球后加以适当干燥。或者是B3、利用塑性成型的方法制成所需的支撑颗粒。
6.根据权利要求1、2、3或5规定的复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，其特征是上述最后的烧成工艺过程中所使用的支撑坯体的窑具，其支撑面具有镂空构造，并且支撑坯体的窑具以30°～85°的倾角斜置在烧成窑内。
7.根据权利要求4规定的复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，其特征是上述最后的烧成工艺过程中所使用的支撑坯体的窑具，其支撑面具有镂空构造，并且支撑坯体的窑具以30°～85°的倾角斜置在烧成窑内。
8.根据权利要求6规定的复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，其特征是烧成温度为1300℃～1360℃，升温速率控制在70℃/h以下。
9.根据权利要求7规定的复合式陶瓷平板的成型及烧成方法，其特征是烧成温度为1300℃～1360 ℃，升温速率控制在70℃/h以下。
全文摘要
本发明公开了一种复合式陶瓷平板的成型及烧成方法,采用独特的两次注浆成型工艺,第一次注浆后待一定时间回浆,形成复合式陶瓷平板的外壳,然后将预先制好的支撑颗粒填充进该外壳之中,再进行第二次注浆,使支撑颗粒之间以及支撑颗粒与外壳的内壁粘联成一体,稍后再第二次回浆,脱模干燥后烧制成最终产品。该方法制成的复合式陶瓷平板具有过滤性能好、强度大且使用寿命长的特点,同时也使大面积中空薄壁平板的制作成为可能。
文档编号C04B33/30GK1210834SQ9710711
公开日1999年3月17日 申请日期1997年9月10日 优先权日1997年9月10日
发明者钦征骑, 周竹发, 王卫君, 易佑宁, 鲍小谷 申请人:江苏省陶瓷研究所