本發(fā)明屬無(wú)機(jī)非金屬材料（陶瓷）領(lǐng)域， 具體涉及一種采用還原氣氛加熱方法制備的陶瓷筷子及其制備方法。
背景技術(shù)：
陶瓷筷子是近年出現(xiàn)的一種新型筷子。目前制備的陶瓷筷子一般是采用鎂質(zhì)瓷材質(zhì)來(lái)制備或用微晶玻璃來(lái)制備，其不足之處是強(qiáng)度不高（抗折強(qiáng)度<130MPa），造成實(shí)用性不佳。同時(shí)對(duì)于Al2O3含量高的陶瓷材料，要達(dá)到燒結(jié)程度需要很高的燒成溫度；通常會(huì)加入氧化鈦、氧化鋅、碳酸鋇、氧化鐵、氧化錳以及含氧化鎂的原材料，以達(dá)到降低燒成溫度的目的；但這些氧化物或原材料的添加會(huì)影響陶瓷筷子的顏色，或者影響陶瓷筷子在使用過(guò)程中產(chǎn)生重金屬溶出的問(wèn)題；既影響陶瓷筷子的產(chǎn)品質(zhì)量，又會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中引起環(huán)境污染問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種吸水率低、抗折強(qiáng)度高、發(fā)色純正的采用還原氣氛加熱方法制備的陶瓷筷子及其制備方法。
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種采用還原氣氛加熱方法制備的陶瓷筷子, 其特征在于：所述陶瓷筷子坯體配方的重量百分比組成為：α-氧化鋁 67%、云南水洗土23%、前驅(qū)體增強(qiáng)劑7%、礦化劑3%，外加著色劑0～5%。
所述前驅(qū)體增強(qiáng)劑配方的重量百分比組成為：Al(OH)3 45%、云南水洗土 45%、CaF25%、AlF3 5%。
所述礦化劑配方的質(zhì)量百分比組成為：碳酸鈣21.2%、硼酸78.8%。
所述α-氧化鋁顆粒度≤1μm，外加著色劑的細(xì)度為325目 ，所述外加著色劑為氧化鐵、硅酸鋯包裹黃色色料、尖晶石型黑色色料中的一種。
所述陶瓷筷子的吸水率小于0.5%、抗壓強(qiáng)度為260～330MPa。
上述陶瓷筷子的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
步驟一：按前驅(qū)體增強(qiáng)劑的重量百分比組成，將Al(OH)3、云南水洗土、CaF2、AlF3配料后干法球磨，將球磨好的混合料過(guò)200目篩即得到前驅(qū)體增強(qiáng)劑；
步驟二：按礦化劑的摩爾百分比組成，將碳酸鈣、硼酸配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點(diǎn)保溫10分鐘后，經(jīng)自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方的重量百分比組成，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過(guò)325目的篩，并將篩下料烘干后過(guò)200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅(qū)體增強(qiáng)劑、外加陶瓷色料混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛的方式燒成，制得所需顏色的陶瓷筷子。
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨罐及球子的材質(zhì)為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。
所述步驟三中干壓成型的壓力為10MPa。
所述步驟三中燒成溫度為1330～1350℃，燒成時(shí)間為10小時(shí)，保溫60分鐘。
所述步驟三中造粒后混合料的粒徑為80目。
本發(fā)明首先從材料的材質(zhì)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，以Al2O3含量高達(dá)80%的材質(zhì)為基礎(chǔ)，采用復(fù)合的增強(qiáng)劑及自己合成的礦化劑作為添加劑，采用還原氣氛加熱的燒成方法，在≤1350℃的燒成溫度下，制備出了實(shí)用性很好的陶瓷筷子，其抗折強(qiáng)度>260MPa，吸水率≤0.5%。并且符合國(guó)家的節(jié)能減排政策，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。
本發(fā)明采用合成的硼酸鈣作為添加劑既可以降低陶瓷筷子的燒成溫度、使制備的陶瓷筷子在含有很少的液相量（液相量含量<10%）的前提下保持很低的吸水率（吸水率<0.5%），同時(shí)又可以增強(qiáng)色料在陶瓷筷子中的發(fā)色能力。采用莫來(lái)石前驅(qū)體增強(qiáng)劑可以很好地促進(jìn)陶瓷筷子中針狀莫來(lái)石的發(fā)育形成、以增強(qiáng)陶瓷筷子的抗折強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅(qū)體增強(qiáng)劑7g、礦化劑3g，上述原料為工業(yè)級(jí)品位。
2.制備工藝過(guò)程
步驟一：按前驅(qū)體增強(qiáng)劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過(guò)200目篩即得到前驅(qū)體增強(qiáng)劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2 g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點(diǎn)保溫10分鐘后，經(jīng)自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過(guò)325目的篩，并將篩下料烘干后過(guò)200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅(qū)體增強(qiáng)劑混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.09%、抗壓強(qiáng)度為321.30MPa的白色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨罐及球子的材質(zhì)為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1350℃，燒成時(shí)間為10小時(shí)，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為 80目。
實(shí)施例2：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm）67g、云南水洗土23g、前驅(qū)體增強(qiáng)劑7g、礦化劑3g，上述原料為工業(yè)級(jí)品位。
2.制備工藝過(guò)程
步驟一：按前驅(qū)體增強(qiáng)劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過(guò)200目篩即得到前驅(qū)體增強(qiáng)劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點(diǎn)保溫10分鐘后，經(jīng)自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過(guò)325目的篩，并將篩下料烘干后過(guò)200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅(qū)體增強(qiáng)劑混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.19%、抗壓強(qiáng)度為265.90MPa的白色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨罐及球子的材質(zhì)為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1330℃，燒成時(shí)間為10小時(shí)，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為80目 。
實(shí)施例3：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅(qū)體增強(qiáng)劑7g、礦化劑3g、外加氧化鐵（顆粒度325目）1g，上述原料為工業(yè)級(jí)品位。
2.制備工藝過(guò)程
步驟一：按前驅(qū)體增強(qiáng)劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過(guò)200目篩即得到前驅(qū)體增強(qiáng)劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點(diǎn)保溫10分鐘后，經(jīng)自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過(guò)325目的篩，并將篩下料烘干后過(guò)200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅(qū)體增強(qiáng)劑和外加氧化鐵混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.05%、抗壓強(qiáng)度為283.12MPa的青色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨罐及球子的材質(zhì)為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1350℃，燒成時(shí)間為10小時(shí)，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為 80目 。
實(shí)施例4：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅(qū)體增強(qiáng)劑7g、礦化劑3g、外加氧化鐵（顆粒度325目）1g，上述原料為工業(yè)級(jí)品位。
2.制備工藝過(guò)程
步驟一：按前驅(qū)體增強(qiáng)劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過(guò)200目篩即得到前驅(qū)體增強(qiáng)劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點(diǎn)保溫10分鐘后，經(jīng)自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過(guò)325目的篩，并將篩下料烘干后過(guò)200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅(qū)體增強(qiáng)劑和外加氧化鐵混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.15%、抗壓強(qiáng)度為262.30MPa的青色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨罐及球子的材質(zhì)為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，干壓成型的壓力為10Mpa，燒成溫度為1330℃，燒成時(shí)間為10小時(shí)，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為 80目。
實(shí)施例5：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅(qū)體增強(qiáng)劑7g、礦化劑3g、外加尖晶石型黑色色料（顆粒度325目）5g，上述原料為工業(yè)級(jí)品位。
2.制備工藝過(guò)程
步驟一：按前驅(qū)體增強(qiáng)劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過(guò)200目篩即得到前驅(qū)體增強(qiáng)劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2 g、硼酸78.8 g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點(diǎn)保溫10分鐘后，經(jīng)自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過(guò)325目的篩，并將篩下料烘干后過(guò)200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅(qū)體增強(qiáng)劑和外加尖晶石型黑色色料混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.28%、抗壓強(qiáng)度為278.23MPa的黑色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨罐及球子的材質(zhì)為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1350℃，燒成時(shí)間為10小時(shí)，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為80目 。
實(shí)施例6：
1. 配料組成
所述陶瓷筷子坯體配方為：α-氧化鋁（≤1μm） 67g、云南水洗土23g、前驅(qū)體增強(qiáng)劑7g、礦化劑3g、外加硅酸鋯包裹黃色色料（顆粒度325目）5g，上述原料為工業(yè)級(jí)品位。
2.制備工藝過(guò)程
步驟一：按前驅(qū)體增強(qiáng)劑配方，將Al(OH)3 45g、云南水洗土 45g、CaF2 5g、AlF3 5g，配料后干法球磨，將球磨好的混合料過(guò)200目篩即得到前驅(qū)體增強(qiáng)劑；
步驟二：按礦化劑配方，將碳酸鈣21.2g、硼酸78.8g配料后混勻，然后裝缽合成，所述合成溫度為500℃，升溫速度≤5℃/min，最高溫度點(diǎn)保溫10分鐘后，經(jīng)自然冷卻得到礦化劑原料；
步驟三：按陶瓷筷子坯體配方，將α-氧化鋁、云南水洗土、礦化劑配料后用濕法球磨30分鐘，然后將球磨好的料漿過(guò)325目的篩，并將篩下料烘干后過(guò)200目篩后造粒，將造粒好的混合料與前驅(qū)體增強(qiáng)劑和外加硅酸鋯包裹黃色色料混合，然后采用干壓成型，最后將成型好的坯體采用還原氣氛加熱的方式燒成，制得吸水率為0.18%、抗壓強(qiáng)度為270.15MPa的黃色陶瓷筷子；
所述步驟三中濕法球磨工序中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨罐及球子的材質(zhì)為氧化鋯，采用水玻璃和三聚硼酸鈉作為分散劑，所述水玻璃用量為球磨料重量的0.3%，三聚磷酸鈉用量為球磨料重量的0.1%。，干壓成型的壓力為10MPa，燒成溫度為1330℃，燒成時(shí)間為10小時(shí)，保溫60分鐘，造粒后混合料的粒徑為 80目。