一種高性能陶器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及陶器生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種高性能陶器及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 陶器是指以粘土為胎，經(jīng)過手捏、輪制、模塑等方法加工成型后，在約600~1100°C 左右的高溫下焙燒而成的物品，品種有灰陶、紅陶、白陶、彩陶和黑陶等。具有濃厚的生活氣 息和獨特的藝術(shù)風(fēng)格。早在商代，就已出現(xiàn)釉陶和初具瓷器性質(zhì)的硬釉陶。陶器的表現(xiàn)內(nèi)容 多種多樣，動物、樓閣以及日常生活用器無不涉及。陶器的發(fā)明是人類文明的重要進(jìn)程，而 且在我國陶器的產(chǎn)生距今已有億萬多年的悠久歷史。但是陶器作為日用陶瓷具有熱膨脹系 數(shù)大，熱穩(wěn)定性，耐熱急變性能差;此外現(xiàn)有技術(shù)中為了得到良好的透光性和釉面光澤度， 通常采用含鉛釉料，導(dǎo)致其毒性較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高性能陶 器及其制備方法。
[0004] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的第一方面采用了以下技術(shù)方案： 一種高性能陶器，包括素坯和涂布于所述素坯外表面的釉面，其特征在于:所述素坯的 原料為20~25wt%的石英粉、10~12wt%的長石粉、8~10wt%的莫來石粉、1~3wt%的堿性娃酸鹽 玻璃粉，和余量的黏土。
[0005] 其中，所述黏土的化學(xué)成分包括：53 ·0~62·Owt%的Si〇2、22· 3~26 · 2wt%的Al2〇3、2 · 5 ~3 ·6wt%的Fe2〇3、〇 · 75~1 ·02wt%的Ca0、0 · 30~0 · 66wt%的Mg0、0~l· 5wt%的Ti〇2，K2〇+Na2〇 < 2.0wt%〇
[0006] 其中，所述長石粉的化學(xué)成分包括:65.0~68.Owt%的Si〇2、15.2~18.Owt%的AI2O3、 1 · 5~3 · 5wt% 的Fe2〇3、10 · 2~12 ·Owt% 的K2〇、3 · 2~6 ·Owt% 的Na2〇。
[0007] 其中，所述莫來石粉的化學(xué)組成包括：70.0~77 .Owt%的AI2O3、22.0~29 .Owt%的 Si〇2、Ti〇2S0.5wt%、Fe2〇3S〇.3wt%、K2〇+Na2〇S0.5wt%。
[0008] 其中，所述堿性硅酸鹽玻璃粉的化學(xué)組成包括：10.0~13.5wt%的Na2〇、7.2~ 12·Owt%的AI2O3、1·2~3·Owt%的B2O3、3·CK5·Owt%的K2O、3·2~5·6wt%的MgO、0~1·Owt%的CaO， 和余量的Si02。
[0009] 其中，所述石英粉的化學(xué)組成包括:90.0~99.Owt%的Si〇2。
[0010] 其中，所述釉料的化學(xué)組成為：22 · 5~23 · 2wt%的AI2O3、10 · 8~11 · 5wt%的BaO、12 ·卜 13·Owt%的SrO、7·5~8·0wt%的BeO、7·8~8·5wt%的MgO、3·2~3·9wt%的B2O3、3·1~3·5wt%的 K2O、1·8~2·lwt%的Na2〇，和余量的Si〇2。
[0011] 其中，所述陶器經(jīng)過二次燒成工藝制備得到，并且素?zé)臒蓽囟葹?050~1180 °C，釉燒的燒成溫度為1100~1200°C。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的高性能陶器及其制備方法具有以下有益效果： 本發(fā)明所述的高性能陶器，通過原料控制其中的鉛、鎘含量極低，而且熱膨脹性數(shù)低， 耐熱穩(wěn)定性好，而且釉與素坯的粘結(jié)性好，光澤度好而且硬度高。
【具體實施方式】
[0013]以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明所述的高性能陶器及其制備方法做進(jìn)一步的闡 述，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理 解。
[0014]作為示例性地，在以下的實施例以及對比例中，原料均采用含鉛和鎘含量低的原 料，經(jīng)過成分檢測和選擇，在本發(fā)明中使用的黏土的化學(xué)成分包括:53.0~62.Owt%的Si02、 22·3~26·2wt%的Al2〇3、2·5~3·6wt%的Fe2〇3、0·75~1·02wt%的Ca0、0·30~0·66wt%的Mg0、0~ 1 · 5wt%的Ti02，并且控制其中：K20+Na20 < 2 ·Owt%。長石粉的化學(xué)成分包括:65 · 0~68 ·Owt%的 Si〇2、15 · 2~18 ·Owt%的AI2O3、1 · 5~3 · 5wt%的Fe2〇3、10 · 2~12 ·Owt%的K2〇、3 · 2~6 ·Owt%的Na2〇。 電熔莫來石粉的化學(xué)組成包括：70.0~77 .Owt%的Al2〇3、22.0~29 .Owt%的Si02、Ti02 < 0·5wt%、Fe2〇3 < 0·3wt%、K20+Na20 < 0·5wt%。堿性硅酸鹽玻璃粉的化學(xué)組成包括：10·0~ 13·5wt%的Na2〇、7·2~12·Owt%的AI2O3、1·2~3·Owt%的B2〇3、3·0~5·Owt%的K2〇、3·2~5·6wt%的 Mg0、0~l.Owt%的CaO,和余量的Si02。所述石英粉的化學(xué)組成包括:90.0~99.0wt%的Si02。釉 采用熔塊釉料，并且其組成為：22.5~23.2wt%的Al2〇3、10.8~11.5wt%的BaO、12.1~13.Owt%的 Sr0、7·5~8·0wt%的Be0、7·8~8·5wt%的MgO、3·2~3·9wt%的Β2〇3、3·1~3·5wt%的K2O、1·8~ 2.lwt%的Na20,和余量的Si02。當(dāng)將各原料以及熔塊釉料的化學(xué)組成控制在上述范圍內(nèi)，即 可實現(xiàn)熱膨脹性數(shù)低，耐熱穩(wěn)定性好，而且釉與素坯的粘結(jié)性好，光澤度好而且硬度高的效 果。但為了便于比較，在以下的實施例以及比較例中，如無特別說明，所采用的石英粉、長石 粉、莫來石粉、堿性硅酸鹽玻璃粉，和黏土均采用同批次的原料產(chǎn)品，具有基本相同的化學(xué) 組成。
[0015]在以下的實施例和比較例中使用的黏土的化學(xué)成分包括：56 . Owt%的Si〇2、 25·8wt%的AI2O3、3·lwt%的Fe2〇3、0·98wt%的CaO、0·59wt%的MgO、0·03wt%的Ti〇2，其中：K2O+ Na20的含量為1.23wt%。長石粉的化學(xué)成分包括:65.5wt%的Si02、17.8wt%的Ah〇3、1.8wt%的 Fe2〇3、11·3wt%的K20、5·6wt%的Na20。電熔莫來石粉的化學(xué)組成包括：73·Owt%的Al2〇3、 25.Owt%的Si02、0.10wt%的Ti02、0.05wt%的Fe2〇3、K2〇+Na20的含量為0.3wt%。堿性硅酸鹽玻 璃粉的化學(xué)組成包括：12·5wt%的Na20、10·8wt%的Al2〇3、1·8wt%的B2〇3、3·7wt%的K20、5·1 wt%的Mg0、0.2wt%的CaO，和余量的Si02。所述石英粉的化學(xué)組成包括:98.Owt%的Si02。
[0016] 實施例1 按還料配方稱取各種原料:20wt%的石英粉、12wt%的長石粉、10wt%的莫來石粉、3wt°/〇的 堿性硅酸鹽玻璃粉，和余量的黏土。將上述原料投入球磨機內(nèi)，混合球磨至顆粒的細(xì)度為10 μπι以下(95%以上的顆粒直徑小于ΙΟμπι)，依次進(jìn)行過篩、壓濾、練泥、陳腐、成型，然后在1050 ~1180°C進(jìn)行素?zé)?，?jīng)拋光撿選后施熔塊釉，所述熔塊釉的組成為:22.5wt%的Ah〇3、11.5wt% 的BaO、13·Owt%的Sr0、8·0wt%的Be0、7·8wt%的Mg0、3·9wt%的B2〇3、3·5wt%的K2O、1 ·8wt%的 Na20，和余量的Si02;再在1100~1200°C釉燒，最后得到本實施例的高性能陶器。
[0017] 實施例2 按還料配方稱取各種原料:25wt%的石英粉、10wt%的長石粉、8wt%的莫來石粉、3wt°/〇的 堿性硅酸鹽玻璃粉，和余量的黏土。將上述原料投入球磨機內(nèi)，混合球磨至顆粒的細(xì)度為10 μπι以下(95%以上的顆粒直徑小于ΙΟμπι)，依次進(jìn)行過篩、壓濾、練泥、陳腐、成型，然后在1050 ~1180°C進(jìn)行素?zé)?jīng)拋光撿選后施熔塊釉，所述熔塊釉的組成為:22.5wt%的Ah〇3、11.5wt% 的BaO、13·Owt%的Sr0、8·0wt%的Be0、7·8wt%的Mg0、3·9wt%的B2〇3、3·5wt%的K2O、1 ·8wt%的 Na20，和余量的Si02;再在1100~1200°C釉燒，最后得到本實施例的高性能陶器。
[0018] 實施例3 按坯料配方稱取各種原料:23wt%的石英粉、1lwt%的長石粉、9wt%的莫來石粉、2wt%的 堿性硅酸鹽玻璃粉，和余量的黏土。將上述原料投入球磨機內(nèi)，混合球磨至顆粒的細(xì)度為10 μπι以下(95%以上的顆粒直徑小于ΙΟμπι)，依次進(jìn)行過篩、壓濾、練泥、陳腐、成型，然后在1050 ~1180°C進(jìn)行素?zé)?，?jīng)拋光撿選后施熔塊釉，所述熔塊釉的組成為:22.5wt%的Ah〇3、11.5wt% 的BaO、13·Owt%的Sr0、8·0wt%的Be0、7·8wt%的Mg0、3·9wt%的B2〇3、3·5wt%的K2O、1 ·8wt%的 Na20，和余量的Si02;再在1100~1200°C釉燒，最后得到本實施例的高性能陶器。
[0019] 實施例4 按坯料配方稱取各種原料:22wt%的石英粉、12wt%的長石粉、9wt%的莫來石粉、2wt%的 堿性硅酸鹽玻璃粉，和余量的黏土。將上述原料投入球磨機內(nèi)，混合球磨至顆粒的細(xì)度為10 μπι以下(95%以上的顆粒直徑小于ΙΟμπι)，依次進(jìn)行過篩、壓濾、練泥、陳腐、成型，然后在1050 ~1180°C進(jìn)行素?zé)?jīng)拋光撿選后施熔塊釉，所述熔塊釉的組成為:22.5wt%的Ah〇3、11.5wt% 的BaO、13·Owt%的Sr0、8·0wt%的Be0、7·8wt%的Mg0、3·9wt%的B2〇3、3·5wt%的K2O、1 ·8wt%的 Na20，和余量的Si02;再在1100~1200°C釉燒，最后得到本實施例的高性能陶器。
[0020] 實施例5 按還料配方稱取各種原料:20wt%的石英粉、12wt%的長石粉、10wt%的莫來石粉、3wt°/〇的 堿性硅酸鹽玻璃粉，和余量的黏土。將上述原料投入球磨機內(nèi)，混合球磨至顆粒的細(xì)度為10 μπι以下(95%以上的顆粒直徑小于ΙΟμπι)，依次進(jìn)行過篩、壓濾、練泥、陳腐、成型，然后在1050 ~1180°C進(jìn)行素?zé)?，?jīng)拋光撿選后施熔塊釉，所述熔塊釉的組成為:23.2wt%的Ah〇3、10.8wt% 的BaO、12·lwt%的Sr0、7 · 5wt%的Be0、8· 5wt%的Mg0、3·9wt%的B2〇3、3.lwt%的Κ20、2·lwt%的 Na20，和余量的Si02;再在1100~1200°C釉燒，最后得到本實施例的高性能陶器。
[0021 ] 實施例6 按還料配方稱取各種原料:25wt%的石英粉、10wt%的長石粉、8wt%的莫來石粉、3wt°/〇的 堿性硅酸鹽玻璃粉，和余量的黏土。將上述原料投入球磨機內(nèi)，混合球磨至顆粒的細(xì)度為10 μπι以下(95%以上的顆粒直徑小于ΙΟμπι)，依次進(jìn)行過篩、壓濾、練泥、陳腐、成型，然后在1050 ~1180°C進(jìn)行素?zé)?，?jīng)拋光撿選后施熔塊釉，所述熔塊釉的組成為:23.2