一种陶瓷及陶瓷制品的制作方法

文档序号:14050542阅读:116来源:国知局
本申请涉及一种陶瓷,以及由该陶瓷制备得到的陶瓷制品。
背景技术
:茶是中国人日常生活中不可缺少的一部分,这种饮茶习惯在中国人身上根深蒂固,已有上千年的历史。茶艺,萌芽于唐,发扬于宋,改革于明,极盛于清,可谓有相当的历史渊源。就形式而言,茶艺首先表现在茶具上。茶具的质地多种多样,有瓷器茶具、紫砂茶具、木鱼石茶具、漆器茶具、竹木茶具、玻璃茶具、搪瓷茶具、陶土茶具、金属茶具、石茶具等等。其中陶瓷茶具中以紫砂茶具最为著名。紫砂是一种介于陶瓷和瓷器之间的陶瓷制品,其特点是结构致密,接近瓷化,强度大,颗粒小,断口为贝壳状。但其不具有瓷胎的半透明性,而具有砂质的特点。紫砂茶具具有很好的亚光效果,还能清晰地表现出器物形态。尤为重要的是紫陶制品质地古朴纯厚,深受文人喜爱。虽然紫砂茶具深受人们喜爱,但是由于紫砂原料的产量少,受地域影响大,因此其使用推广受到一定的局限性。因此,本申请设计了一种与传统紫砂泥矿成份接近的陶瓷料及陶瓷,从而替代紫砂泥矿来制备相应的陶瓷制品,例如茶具、茶碗、茶壶等。现有技术1(cn106587952a)和现有技术2(cn106747356a)均公开了一种紫砂料,但其组成料与传统的紫砂泥原料成分相差大,且功能单一。而现有技术3(cn102992741a)和现有技术4(cn104529420a)虽然公开了一种多功能的茶具,但其具有观赏性差、茶味淡等缺陷。技术实现要素:针对现有技术所存在的技术问题,本申请提出一种陶瓷成份的改进方案。一种陶瓷,其原料组成的重量份数为:sio2:56-68份,al2o3:15-22份,tio2:0.3-1.5份,fe2o3:5-9份,k2o:1.5-4.5份,na2o:0.5-2.5份,cao:0.01-0.3份,mgo:0.1-0.8份,mno:0.01-0.03份,baco3:0.01-0.02份,cr2o3:0.01-0.05份。作为进一步的优选方案,陶瓷原料组成的重量份数为:sio2:60-65份,al2o3:18-21份,tio2:0.5-1.2份,fe2o3:6-8份,k2o:2-4份,na2o:1-2份,cao:0.05-0.25份,mgo:0.2-0.6份,mno:0.01-0.02份,baco3:0.01-0.02份,cr2o3:0.01-0.03份。作为进一步的优选方案,陶瓷原料组成的重量份数为:sio2:62-63份,al2o3:19-20份,tio2:0.8-1份,fe2o3:7-8份,k2o:2-3份,na2o:1-1.5份,cao:0.05-0.15份,mgo:0.3-0.5份,mno:0.01份,baco3:0.015份,cr2o3:0.02-0.03份。选用上述原料制造陶瓷时,一方面是为了克服原料产地的限制,可自行调配,以无限地接近紫砂泥的成份,二是应用广,操作性强,使生产具有良好的可控性。另外,本申请为了进一步提高陶瓷所得制品的多种性能,在上述所设计的陶瓷的基础上进一步向添加辅料。本申请还提供了一种陶瓷,其特征在于原料由基料和辅料组成,其中基料由如上文所述的任一种陶瓷原料构成,在此并不重复,而对于辅料的成份在下面进行详述。作为改进方案之一,可以在陶瓷基料中添加碳纤维,用于改善陶瓷的抗热震性能和传热性能。其添加量的重量份数为0.5-2.5份,优选1.0-2.0份,最优选1.4份,其尺寸大小为直径1-5nm,长度150-500nm。进一步地,可以在陶瓷基料中添加石墨烯,由于石墨烯材料本身的强韧性和高强度,能够大幅提高陶瓷产品的强度以及使用寿命,对于其加入量一般控制在0.1-1.0份即可,过高的含量会使最终产品产生褶皱。进一步地,在上述陶瓷基料中还可以添加硅藻土。其添加量的重量份数为5-10份,优选6-8份,最优选6-7份。硅藻土本身具有多孔性、较大的比表面积,且不含有害化学成份,其还具有除臭、净化水质等作用。保证饮茶水质的安全、洁净。另外,硅藻土的使用还可以降低陶瓷的成本,是一种良好的添加料。硅藻土粒径一般控制在不大于0.05mm。对于硅藻土的用量也不宜超过所述的上限,否则易产生微量渗水现象。进一步地,在上述陶瓷基料中还可以添加粉煤灰,所添加粉煤灰表面为多孔结构,其孔隙率为60%~70%,粉煤灰粒径不大于0.05mm。由于粉煤灰中含有许多不规则形状的玻璃状颗粒,这些颗粒中还含有不同数量的微小气泡和微小活性通道,比表面积较大,且其表面上的原子力都呈未饱和状态,使得粉煤灰具有较高的比表面能和较好的表面活性。此外,粉煤灰中还含有少量沸石、活性炭等具有交换特性的微粒,同时又富含铝和硅等元素,这样就使得粉煤灰具有了很强的物理吸附和化学吸附性能,可吸附水中的重金属与有毒、有害物质,有较好的净水作用,同时可分解水中的异味,有除臭功能,保证饮茶水质的安全、洁净。其较大的孔隙率与比表面积,也使生产出的茶具的透气性比较强,泡茶的时候不但色香味俱全,所冲泡的茶还可以长时间不馊,仍然可以品味到茶的原味。对于粉煤灰的用量,其添加量的重量份数为5-7份,优选5-6份。对于粉煤灰的用量,不能超过7重量份,否则会产生微量的渗水现象。另外,实践表明,对于硅藻土和粉煤灰的总量不可超过11重量份,否则也会产生渗水现象。进一步地,还可以在上述陶瓷基料中添加电气石。由于电气石本身所具有产生负离子,具有调节人体离子平衡作用,因此其具有活化细胞,能抑制身体的氧化或老化等功效。另外,电气石还具有缩小水分子束的作用,而分子束较小的水能去除氯或不纯物,提高饮用的味道。电气石中所含有的微量矿物质也有利于人体健康。其添加量的重量份数为1-3份,优选2-3份。进一步地,还可以在上述陶瓷基料中添加ago微粒,由于ago微粒本身所具有的杀菌效果,可以提高产品的杀菌性,其用量一般限定在0.1-0.5份。对于碳纤维、石墨烯、硅藻土、粉煤灰、电气石和ago微粒可以选择单独加入陶瓷基料中,也可以选择组配的方式添加到陶瓷基料中。单独添加辅料仅可过到单一的效果,而通过复配方式不但具有多种性能,还可达到良好的兼容效果,远非单一添加物所带来的单一效果。所得到的产品不但在色泽、气息等方面接近于紫砂泥,且具有较好的透气性能,较好的抗热震性能,同时能保持茶叶的原味。另外在除臭、净水、提高免疫力等功能方面均有大幅提高。在此需要说明是的,对于制备陶瓷时,对于基料和辅料的用量,均为重量份数应该将对于基料的用量和对于辅料的用量作为一个整体进行对比来看,而不应该将两者分割来看。下文中所涉及的原料用量也亦然。另外,申请人尝试添加其它种类的元素,但并未再发现可能与上述所述所有物质可达到良好兼容性的产品,其它种类的元素或物质会导致最终产品在色泽、光滑性等方面不尽人意,甚至产生了裂纹等明显缺陷,这可能与仿紫砂材质本身的特性有关。对于陶瓷的制备过程可以采用下列技术,详述如下:一种陶瓷的制备工艺:(1)原料的量取:按上文所述配比称取原料;(2)原料的混配:将称好的原料加入并置于搅拌机中搅拌,其中先低速搅拌5-10min,再高速搅拌5-10min,得到成分混合均匀的的浆料;(3)注浆成型:将步骤(2)得到的浆料进行注浆成型,制成坯体,脱膜后送入干燥室进行干燥,使坯料的含水量降到5%以下;(4)高温烧制:将干燥后的坯料送入高温窑内,在800-1200℃的烧结温度下烧制8-15小时,得到半成品;(5)后处理:将步骤(4)得到的半成品进行抛光、打磨,得到成品。其中对于步骤(1),需要声明的是,当选择添加辅料时,在步骤(1)中一同称取辅料成份,并在后续步骤中将辅料与基料一同进行搅拌、混合和烧制。本申请还提供了一种由上述陶瓷制备得到的陶瓷制品,所述陶瓷制品可以是茶杯、茶碗、茶壶等。一种陶瓷制品,所述陶瓷制品原料组成的重量份数为:sio2:56-68份,al2o3:15-22份,tio2:0.3-1.5份,fe2o3:5-9份,k2o:1.5-4.5份,na2o:0.5-2.5份,cao:0.01-0.3份,mgo:0.1-0.8份,mno:0.01-0.03份,baco3:0.01-0.02份,cr2o3:0.01-0.05份。作为优选方案,所述陶瓷制品原料组成的重量份数为:sio2:60-65份,al2o3:18-21份,tio2:0.5-1.2份,fe2o3:6-8份,k2o:2-4份,na2o:1-2份,cao:0.05-0.25份,mgo:0.2-0.6份,mno:0.01-0.02份,baco3:0.01-0.02份,cr2o3:0.01-0.03份。作为进一步优选方案,所述陶瓷制品原料组成的重量份数为:sio2:62-63份,al2o3:19-20份,tio2:0.8-1份,fe2o3:7-8份,k2o:2-3份,na2o:1-1.5份,cao:0.05-0.15份,mgo:0.3-0.5份,mno:0.01份,baco3:0.015份,cr2o3:0.02-0.03份。作为更进一步的优选方案,可以在上述陶瓷制品原料组份中添加辅料以提高制品的多样性。即上述所述陶瓷原料均可作为陶瓷的基料,在此基础上进一步添加辅料。作为改进方案之一,在陶瓷基料原料中添加碳纤维,用于改善茶具的抗热震性能和传热性能。其添加量的重量份数为0.5-2.5份,优选1.0-2.0份,最优选1.4份。对于碳纤维的尺寸一般选择直径为1-5nm,长度150-500nm即可。进一步地,在陶瓷基料原料中添加石墨烯,由于材料本身的强韧性和高强度,能够大幅提高陶瓷产品的强度以及使用寿命,对于其加入量一般控制在0.1-1.0份即可,超过其上限会产生细微裂纹。进一步地,在陶瓷基料原料中添加硅藻土。其添加量的重量份数为5-10份,优选6-8份,最优选6-7份,超过其上限会产生渗水现象。硅藻土中主要成分硅酸质表面有无数细孔,可吸附水中的重金属与有毒、有害物质,有较好的净水作用,同时可分解水中的异味,有除臭功能。保证饮茶水质的安全、洁净。另外,硅藻土的使用还可以降低茶具的生产成本,是一种良好的添加料。硅藻土粒径一般控制在不大于0.05mm。进一步地,在上述陶瓷基料原料中还可以添加粉煤灰,所添加粉煤灰表面为多孔结构,其孔隙率为60%~70%,粉煤灰粒径不大于0.05mm。由于粉煤灰中含有许多不规则形状的玻璃状颗粒,这些颗粒中还含有不同数量的微小气泡和微小活性通道,比表面积较大,且其表面上的原子力都呈未饱和状态,使得粉煤灰具有较高的比表面能和较好的表面活性。此外,粉煤灰中还含有少量沸石、活性炭等具有交换特性的微粒,同时又富含铝和硅等元素,这样就使得粉煤灰具有了很强的物理吸附和化学吸附性能,可吸附水中的重金属与有毒、有害物质,有较好的净水作用,同时可分解水中的异味,有除臭功能,保证饮茶水质的安全、洁净。其较大的孔隙率与比表面积,也使生产出的茶具的透气性比较强,泡茶的时候不但色香味俱全,所冲泡的茶还可以长时间不馊,且茶的功效也会保留。对于粉煤灰的用量,其添加量的重量份数为5-7份,优选5-6份。对于粉煤灰的用量,不可超过7重量份,否则会产生渗水现象。另外,对于粉煤灰和硅藻土的用量之和也就不超过11重量份,否则也会产生渗水现象。进一步地,还可以在上述陶瓷基料原料中添加电气石。由于电气石本身所具有产生负离子,具有调节人体离子平衡作用,因此其具有活化细胞,能抑制身体的氧化或老化等功效。另外,电气石还具有缩小水分子束的作用,而分子束较小的水能去除氯或不纯物,提高饮用的味道。电气石中所含有的微量矿物质也有利于人体健康。其其添加量的重量份数为1-3份,优选2-3份。进一步地,还可以在上述陶瓷基料原料中添加ago微粒,由于ago微粒本身所具有的杀菌效果,可以提高产品的杀菌性,其用量一般限定在0.1-0.5份。对于碳纤维、石墨烯、硅藻土、粉煤灰、电气石,ago微粒,可以选择单独加入,也可以选择组配的方式添加,其效果已在前文进行描述,在此并不重复。对于陶瓷制品的制备过程可以采用下列技术,详述如下:一种陶瓷制品的制备过程:(1)原料的量取:按上述配比称取各原料;(2)原料的混配:将称好的原料加入并置于搅拌机中搅拌10-20min,其中先低速搅拌5-10min,再高速搅拌5-10min,得到成分混合均匀的的浆料;(3)注浆成型:将步骤(2)得到的浆料进行注浆成型,制成茶具坯体,脱膜后送入干燥室进行干燥,使坯料的含水量降到5%以下;(4)高温烧制:将干燥后的坯料送入高温窑内,在800-1200℃的烧结温度下烧制8-15小时,得到半成品;(5)后处理:将步骤(4)得到的半成品进行抛光、打磨,得到成品。在此说明,对于步骤(1),当选择添加辅料时,在步骤(1)中同时称取辅料成份,并在后续步骤中将辅料与基料一同进行搅拌、混合和烧制。另外,申请人还对陶瓷制品的结构做了进一步改进。由于人们在饮用茶水的过程中还存在如下问题,例如刚砌的茶水太烫,不能直接饮用,而放置时间长的茶水又太冷,影响口感,因此,针对上述缺陷,申请人还对陶瓷制品的结构。一种陶瓷制品,其特征在于:陶瓷制品包括一内壁和一外壁,所述内壁和所述外壁形成有一中空密封,所述中空密封内填充有相变材料。由于茶水的最佳饮用温度一般为50-60℃,因此对于相变材料的选择应该满足相变温度与茶水最佳饮用温度大约相同,即介于50-60℃之间为佳。对于相变材料的选择并无具体限定,只要满足上述要求即可,例如上海标本模型厂提供的石蜡54#,56#,上海华申康复器材厂提供的石蜡58#,60#均可。但上述列举并不能视为对本申请所请求保护范围的限定。对于含有相变材料的陶瓷制品,可以选用在上文所述的任意一种陶瓷原料,或者直接选用上述所述的任意一种陶瓷制品。而对于含有相变材料的陶瓷制品的制备过程,通常采用留孔,而后修补的方式来完成,虽然该方法不可避免带来成本上的提高,但对于能源的消耗、人体舒服度的提高效果是显著的。目前已有研究表明采用石蜡作为相变材料时其热循环效果不佳,因此对于相变材料选择有待进一步研究的空间。陶瓷制品在在使用时,人们根据茶叶的种类注入高温水,例如80-100℃,相变材料在相变温度以上的环境中可迅速吸热发生相变,从而使水温实现迅速下降,而当温度降至相变温度附近时,热传导减缓,而当水温降至相变温度以下时,相变材料将相变潜热释放,从而实现水温的恒定。即实现了可快速降温、又实现在长期保温的效果。具体实施方式以下结合实施例对本申请做进一步的说明。实施例12345678910sio2625964626362636462al2o3181720191819202118.8tio20.350.91.00.90.71.00.90.90.5fe2o35.5878787.66.86.6k2o1.73.532-3333.53.63.7na2o0.82.02.51.31.51.51.81.91.3cao0.0150.020.20.10.150.100.200.150.18mgo0.30.60.40.40.30.350.280.440.44mno0.030.010.020.010.020.010.0150.010.02baco30.010.020.010.0150.020.0150.0150.010.018cr2o30.040.030.020.0250.030.020.0250.010.018碳纤维1.51.41.5石墨烯0.50.80.5硅藻土766粉煤灰565电气石32.5ago微粒0.30.50.4其中上表中各组份均表示原料用量均为千克(kg)。对于陶瓷或陶瓷制品的制备步骤:(1)原料的量取:按上述配比称取各原料;(2)原料的混配:将称好的原料加入并置于搅拌机中搅拌,其中先低速搅拌5min,再高速搅拌10min,得到成分混合均匀的的浆料;(3)注浆成型:将步骤(2)得到的浆料进行注浆成型,制成陶瓷坯体或者陶瓷制品的坯体,脱膜后送入干燥室进行干燥,使坯料的含水量降到5%以下;(4)高温烧制:将干燥后的坯料送入高温窑内,在800-1200℃的烧结温度下烧制10和15小时(实施例1-5烧制10小时,实施例6-10在烧制15小时),得到半成品;(5)后处理:将步骤(4)得到的半成品进行抛光、打磨,得到成品。制得的陶瓷制品外表无裂纹,褶皱,形态淳朴、色泽古雅,质地精密,用手触摸表面光滑,其外表色泽明亮而不鲜亮,而使用该陶瓷制品泡茶后,茶水发茶性好、茶水甘甜,口感柔和,置于容器中长时间不易变质,且茶水透气性佳、冷却速度快,保温时间长,成本低,制造工艺简单,具有良好的观赏性和实用性。使用gb5749-2006标准检测用陶瓷制品泡出的饮用水,泡出的水呈现弱碱性,重金属含量未检出,即远低于国家标准,具有稳定的安全可靠性。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明专利。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明技术的精神或范围内的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会限制于本文所示的这些实施例,而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12
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