一种钧瓷坯料及其制备方法与流程

文档序号:16058586发布日期:2018-11-24 11:57阅读:376来源:国知局

本发明属于钧瓷技术领域,具体涉及一种钧瓷坯料及其制备方法。



背景技术:

瓷器是由瓷石、高岭土、石英石、莫来石等烧制而成,外表施有玻璃质釉或彩绘的物器。钧瓷是我国宋代五大名窑瓷器之一,中国传统制瓷工艺中的珍品,以独特的釉色窑变艺术而驰名于世,是河南省禹州市神垕镇独有的国宝瓷器,钧瓷一般经1280-1300℃高温烧成,而且为了衬托釉色,对钧瓷坯体具有特殊的要求。

注浆成型是指旋转适当的解胶剂使粉状原料均匀的悬浮在溶液中,调成泥浆,然后浇注到有吸水性的模型中吸去水分,按模型成型坯体的方法,基于多孔石膏模具能够吸收水分的物理特性,将坯料配成具有流动性的泥浆,然后注入多孔模具内,水分在被模具吸入后便形成了具有定厚度的均匀泥层,脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体,此种方式被称为注浆成型。

传统的钧瓷坯料生产的钧瓷存在性能不稳定,成品率低,工艺控制困难等缺点,因此所生产的功能性瓷器成本很高,难以为市场所接受。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提供一种钧瓷坯料及其制备方法。

本发明采用的技术方案为:

一种钧瓷坯料,它是由下列原料制成的:禹州砂石,长石,石英,粘土,白垩,氧化锌,锆英石。

一种钧瓷坯料,它是由下列重量份的原料制成的:禹州砂石40份,长石26份,石英33份,粘土10份,白垩18份,氧化锌2份,锆英石12份。

一种如上的钧瓷坯料的制备方法,包括以下步骤:称取上述重量份的禹州砂石,长石,石英,粘土,白垩,氧化锌,锆英石依次进行球磨、过筛除铁、压滤、练泥、陈腐、真空练泥、泥段搅拌化浆和过筛除铁,作为注浆料备用。

禹州砂石,呈白色,砂料结构,主要用于坯体,可代替石英和少量白石,二氧化硅含量为92%,氧化钾、氧化钠含量为3%左右,氧化铁含量为14%左右。

粘土在自然界中分布广泛,种类繁多,储量丰富,是一种宝贵的天然资源,其化学成分主要是SiO2、Al2O3和H2O,也含有少量的Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O和Na2O等,粘土除可塑性外,通常还具有较高的耐火度、良好的吸水性、膨胀性和吸附性。粘土在瓷器坯料中的作用:1、粘土赋予坯泥一定的可塑性,是陶瓷坯体可塑成型的工艺基础;2、粘土使注浆泥料具有悬浮性和稳定性;3、粘土在坯料中结合其它非可塑性原理,使坯泥具有一定的干坯强度。

锆英石,为天然矿物质,其理论组成为ZrO2:67.1%;SiO2:32.9%。锆英石具有较低的热膨胀性,较高的导热性,而且有较强的化学稳定性。

本发明的有益效果是:本发明提供一种钧瓷坯料及其制备方法,通过该工艺处理实现了钧瓷坯料的可塑性,且整个工艺流程采用全机械处理,不仅省时省力,且节约制造成本,由于原料简单,便于生产,降低成本,技术优势更为突出。

具体实施方式

一种钧瓷坯料,它是由下列原料制成的:禹州砂石,长石,石英,粘土,白垩,氧化锌,锆英石。

一种钧瓷坯料,它是由下列重量份的原料制成的:禹州砂石40份,长石26份,石英33份,粘土10份,白垩18份,氧化锌2份,锆英石12份。

一种如上所述的钧瓷坯料的制备方法,包括以下步骤:称取上述重量份的禹州砂石,长石,石英,粘土,白垩,氧化锌,锆英石依次进行球磨、过筛除铁、压滤、练泥、陈腐、真空练泥、泥段搅拌化浆和过筛除铁,作为注浆料备用。

将原料经过配料和加工后,得到的具有成型性能的多组分混合物称为坯料。根据制品的成型方法不同坯料具有不同的特征:1、注浆成型用浆料:含水率为30-35%;2、可塑成型用泥料:含水率19-26%;3、干压成型用粉料:含水率4-7%;4、热压注成型用的浆料或干粉与蜡均匀混合后的蜡饼等。

本申请的坯料是制作注浆成型用的浆料。

本申请用到的机器有真空练泥机,压滤机,搅拌机,磁选机,球磨机,振动筛,粉碎机,轮碾机。

压滤:将泥浆输送到很多毛细孔的过滤介质中,在压力作用下,泥浆中的水分自毛细孔通过,将固体物料截留在介质上,从而将泥浆中的水分除去的操作。

在操作过程中,需要过滤的料浆称为滤浆;作为过滤用的多孔材料称为过滤介质;通过过滤介质的清水称为滤液;截留在过滤介质上含水少的固体物料称为滤饼;压滤机上使用的过滤介质是各种不同纤维编织的布,称为滤布。

影响压滤效率的因素:1、压力大小,一般压滤速率与进浆压力成正比,但超过一定数值时,由于毛细管道曲折,孔道变小而使阻力增加,压力增高,压滤速率降低,一般为0.8-1.2MPa;2、加压方式,为避免最初一层滤饼过于致密、毛细管减少、滤布孔阻塞,采取加压初期压力降低,形成一层泥饼后再提高到最终压力;3、泥浆温度,温度升高,粘度降低,压滤速率升高,一般适宜温度为40-60℃;4、泥浆比重、密度,比重低、压滤时间长,一般泥浆比重为1.45-1.55,含水率在60%左右;5、泥料性质:细度大,粘性大,压滤困难,所以新泥易榨泥,旧泥较慢,应将新、旧泥按一定比例混合后进行压滤;6、电解质:泥浆中加入0.15-0.2%CaCl2或醋酸可促使泥浆凝聚,从而构成较粗的毛细管而有利于提高压滤效率。

压滤时可除去混入的有害可溶性盐类(Ca2+\Mg2+\SO42-)一般将压滤机安装在高于地面1.5-2.0米的平台上,以减轻劳动强度。

经过压滤所获得的泥饼其组织是不均匀的,而且含有7-10%的空气。不均匀的泥料,在干燥和烧成时会产生不均匀收缩。而空气的存在,不但降低泥料的可塑性,还会导致气泡、分层、裂纹等缺陷的产生。因此,脱水后的泥料还需进行陈腐与练泥。

经过细磨后的坯料,陈放一段时间后可使水分均匀,提高性能,工艺上称为陈腐。指将泥坯放在阴暗而湿度大的室内(20-30℃)贮存一段时间,改善其性能的措施。

陈腐的作用:1、水分因扩散而分布的更加均匀;2、在水和电解质的作用下,粘土颗粒充分水化和离子交换,非可塑性矿物发生水解,变为粘土物质,可塑性提高;3、在细菌作用下,粘土中有机物发酵或腐烂,变成腐殖酸类物质可塑性提高;4、一些氧化还原反应产生的气体扩散,促使泥料松散均匀。

陈腐泥库要求保持一定的温度和湿度,以利于坯料氧化和水解反应的进行。因此,储泥库通常要求关闭,并装有喷雾器,供喷水或喷蒸汽之用。

陈腐时间要几十天甚至几个月,围转期很长,不能排除泥料中的空气,且陈腐泥库需占用较大的面积,因此,有些工厂采用多次真空练泥来代替陈腐。

真空练泥的作用:1、排除泥饼中的残留空气,提高泥料的致密度和可塑性;2、使泥料组织均匀,改善成形性能,提高干燥强度和成瓷后的力学强度。

采用经过压滤的泥料进行化浆,滤去了原料中的可溶性盐类,从而改善了泥浆的稳定性,适合生产质量要求较高,形状复杂的制品。在泥料化浆时,将泥段切割成小块再入池,加入一定量的电解质如水玻璃和碳酸钠或水玻璃和腐殖酸钠等。

注浆坯料的质量要求:1、流动性好,保证泥浆浇注成型时要能充满模型的各个部位;2、悬浮性好,料浆久置,固体颗粒能长期悬浮不分层、不沉淀,否则会引起制品成分不均及影响料浆的运输;3、触变性适当,泥浆触变性过大时,容易堵塞泥浆的管道,影响泥浆的输运,且脱模后的坯体容易塌落变形,过小时,生坯的强度不足,影响脱模与修坯的效果;4、滤过性好,滤过性也称渗模性,是指泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能。

注浆泥料要求含水量尽可能的少(30-35%),而流动性好,则单靠调节水分是不能解决这个矛盾的,工业上是借加入电解质来达到这个目的的。

电解质的种类:1、能产生碱性溶液并能离解成阳离子或离子团以及氢氧离子的电解质,属于这样的有弱酸性的碱盐Na2CO3、Na2SiO3、Na4P2O7等和碱金属的氢氧化物NaOH、LiOH等;2、能产生保护胶的电解质,如丹宁、SiO2/Na2O比值>2的水玻璃、腐殖酸钠、木质素、亚硫酸盐纸浆废液、碱性的麦杆浸出液等;3、能产生不溶性盐类的物质,如草酸、柠檬酸、五倍子酸,这些弱有机酸,只是在与碱性电解质混合后才能对泥浆性能产生良好的影响。

工业常用的电解质为Na2CO3、Na2SiO3两种,使用Na2CO3为解凝剂时,泥浆水分疏散快,成型迅速,但坯体的致密度与强度差,富含有机质的二次粘土单用Na2CO3一种,就能得到很好的效果;使用Na2SiO3可得到比较致密而强度较大的坯体,但在修坯时显得硬而脆,不易操作,在还原焰中烧成时,用Na2CO3的坯体易吸烟,用Na2SiO3的就不明显。

有时为了调整坯体的软硬和尽量降低烧成缺陷,把Na2CO3和Na2SiO3两者混合使用,此时应注意要先把Na2CO3和原料一起入磨,到接近规定细度时再加入Na2SiO3,继续研磨一小时左右出磨,如果把两者同时入磨,则纯碱有使水玻璃水解产生多硅酸盐离子而发生聚合的倾向,这样就部分地抵消了它们的稀释作用,泥浆容易稠化。

电解质的用量为干坯料的0.3%-0.6%左右,含粘土较多的泥浆要求电解质多些。

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