貝冰水晶瓷坯體泥料及其制作工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一個白瓷新瓷種的坯體泥料，更具體地是指提供一種可在1270?1320°C溫區(qū)內(nèi)，并同時適應氧化、還原氣氛燒成的高端白瓷坯泥配方及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]中國傳統(tǒng)白瓷，發(fā)韌于唐宋，興盛于明清，自來延襲石英、長石、粘土(高嶺土)三元組合的配方框架。千年以降，其配方基本框架幾無更化。及至明季，福建德化窯將鉀鈉長石的配量推至極致，燒制了名聞遐邇的建白瓷(即象牙白、高長石瓷)瓷器，其坯泥配方以高配比長石為其特征。長期以來，高長石瓷就是國內(nèi)高檔日用瓷、藝術(shù)瓷的主要應用瓷材。但由于高端建白瓷生產(chǎn)需仰賴優(yōu)質(zhì)天然礦物原料(優(yōu)級鉀長石、優(yōu)級粘土等)，故而，在優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源日見枯竭的今天，高端建白瓷的規(guī)?；a(chǎn)，幾成無米之炊，已然不可持續(xù)。此外，它的高玻相特性，使得其瓷坯在燒成中濡變性大，燒成范圍窄，變形率高、產(chǎn)品規(guī)正度低，稀缺難求的高檔礦物原料和高難度的生產(chǎn)工藝使得高端建白瓷成為陶瓷市場里的陽春白雪，物稀價貴，難以普及。
[0003]為突破高端白瓷生產(chǎn)的困境，上世紀六十年代，我國唐山率先從英國引進并成功生產(chǎn)了骨質(zhì)瓷。七、八十年代、山東淄博又先后研發(fā)創(chuàng)制了滑石瓷、高石英瓷等新瓷種，使高檔白瓷的瓷種有了一定的拓寬。上述新瓷種之生產(chǎn)雖無原料資源稀缺之憂，但卻存生產(chǎn)工藝技術(shù)之困。如骨質(zhì)瓷、滑石瓷由于其材料自身性能的限制，其燒成工序必須采用高溫素燒、低溫釉燒以及仿形匣缽扣燒的燒成制式，因而燒造工序繁冗，高耗低效。由于施行低溫釉燒的燒成制式，骨質(zhì)瓷、滑石瓷普遍存在釉面硬度低、耐劃刻性差的質(zhì)量問題;此外，骨質(zhì)瓷還兼存熱震性能差、坯體強度低等材料性能方面的不足。高石英瓷雖然能按常規(guī)制式燒成，但由于瓷品坯體膨脹系數(shù)高，也增大了窯燒工序的工藝技術(shù)管理難度。因而，研制一種原料供應充足，技術(shù)操作易行、能趨避現(xiàn)有白瓷坯材劣勢的高端白瓷新材料，乃是陶瓷材料界夢寐以求的夙愿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種貝冰水晶瓷坯體泥料的生產(chǎn)配方及其制作工藝，以克服高端建白瓷礦物原料稀缺匱乏、坯體燒成范圍窄、生產(chǎn)成品率低等不足。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
貝冰水晶瓷坯體泥料，該坯體泥料的生產(chǎn)配方按化學組份質(zhì)量百分比包括:71.0?76.5%的Si02、10?13 %的Al203、0.I?I.5%的K20、0.I?I.2 %的Na20、0.I?3%的MgO、3.0?8 %的8&0、0.1?1.5%的CaO以及4.5?7%的灼燒減量。此外，該配方中還含有被動引入的微量雜質(zhì)Fe203、Ti02等元素。該泥料適合在1270?1320°C溫度范圍內(nèi)，以氧化焰或還原焰燒成。
[0006]該坯體泥料的生產(chǎn)配方所列化學組份，優(yōu)選下述三個實施方案，通過以下重量份的原料組方引入:其一，石英塊礦50份、鉀鈉長石塊礦10份、重晶石塊礦5份、煅燒滑石5份、超細高嶺土精泥25份、膨潤土 5份。其二，超細硅微粉51份、鉀長石細粉8份、滑石粘土 7份、超細高嶺土精泥18份、膨潤土 5份、碳酸鋇9份、氧化鋁2份。其三，石英塊礦49份、鉀鈉長石塊礦10份、鋇長石粉10份、滑石粘土 6份、超細高嶺土精泥20份、膨潤土 5份、外加氧化鋁I份。
[0007]更為具體地:
該坯體泥料的生產(chǎn)配方按化學組份質(zhì)量百分比包括:76.2%的Si02、12.7%的A1203、1.2%的1(20、0.4 %的Na20、0.9 %的]\%0、3.2%的Ba0、0.3%的CaO以及4.8 %的灼燒減量。
[0008]該坯體泥料的生產(chǎn)配方按化學組份質(zhì)量百分比包括:75.7%的Si02、10.2%的A1203、1.1%的K20、0.3%的Na20、1.8%的Mg0、5.0%的Ba0、0.2%的CaO以及5.4%的灼燒減量。
[0009]該坯體泥料的生產(chǎn)配方按化學組份質(zhì)量百分比包括:74.0%的Si02,11.0 %的A1203、0.9%的K20、0.2%的Na20、0.5%的Mg0、6.7 %的Ba0、0.1%的CaO以及6.4 %的灼燒減量。
[0010]該坯體泥料的生產(chǎn)配方按化學組份質(zhì)量百分比包括:71.6%的Si02、12.0 %的Al203、I.4%的K20、0.3%的Na20、2.9 %的MgO、4.7 %的BaO、I.0%的CaO以及5.8%的灼燒減量。[0011 ]貝冰水晶瓷坯體泥料的制作工藝，它包括依次進行的下述生產(chǎn)步驟:
a.配料稱量:對組成配方的瘠性礦物原料、粘土質(zhì)礦物原料進行匹配、組合并準確稱量，使得其化學組分按質(zhì)量百分比符合下列配比范圍:71.0?76.5%的Si02、10?13 %的Al203、0.I?I.5%的K20、0.I?I.2 %的Na20、0.I?3%的MgO、3.0?8 %的BaO、0.I?I.5%的CaO以及4.5?7%的灼燒減量。
[0012]b.泥料制備:瘠性礦物原料破碎—輪碾—打碓—瘠性礦物粉料稱量投料—球磨—卸料出漿;粘土質(zhì)礦物原料、細粉級化工原料稱量投料—球磨—卸料出漿;兩組料漿混合攪摔勾楽稀釋—篩分—除鐵—成品楽■取樣檢測;壓濾—泥餅—真空煉泥—成品泥料；
c.根據(jù)入磨原料的細度、粒度靈活調(diào)整研磨工序工藝，當選用細粉或超細粉級礦物原料組方時，b項工藝流程前段(破碎、輪碾、打碓等工序)可省略;所有原料可合并一次性入磨;球磨時間根據(jù)入磨物料的細度、粒度酌情掌握，使其成品漿料粒徑達到D50 (中位粒徑)<5μ，方可卸料出漿。
[0013]作為白瓷新瓷種的貝冰水晶瓷，因其材料性能上的優(yōu)勢，恰能趨避高長石瓷、骨質(zhì)瓷、滑石瓷等諸瓷種材料性能的劣勢，為高端白瓷提供相對理想的坯體材料。首先，作為本發(fā)明瓷材主晶相的鋇冰長石晶體本身就是一種無色透明的礦物晶體，加之它與次晶相石英晶體、玻璃相體具有相近的折射率。主、次晶相折射率的同步耦合，能有效消除各晶界間的光散射效應，極大提高瓷坯的白度、明度、瑩潤度，改善瓷坯的質(zhì)感。也就是說，憑借貝冰水晶瓷配方技術(shù)，它可以用較普通的礦物原料(鉀鈉長石、高嶺土等)，配制燒造出高端的白瓷制品。加上其組方中可引入碳酸鋇等某些化工原料，這對高端白瓷產(chǎn)業(yè)突破天然礦物資源瓶頸制約，走出靠天吃飯的困境具有重要的戰(zhàn)略意義。其次，本發(fā)明采用過飽和的Si02化學計量比配方，可使瓷坯在燒結(jié)礦化過程中，產(chǎn)生較多量的Si02熔融體。Si02熔液的粘稠性，能在很大程度上抵消玻璃熔液的流變性，從而降低瓷坯變形率，確保制品規(guī)正度。再次，貝冰水晶瓷瓷坯具有燒成低收縮的特性，相較于燒成收縮一般都大于17%的高長石瓷，貝冰水晶瓷的燒成收縮基本都小于16%。貝冰水晶瓷的這一特性，對降低瓷坯燒成收縮應力，抑制瓷坯變形、提高制品規(guī)正度具有非常積極的正面意義。其四，鋇冰長石晶體是一種低膨脹材料，將鋇冰長石晶相引入高石英質(zhì)瓷坯，在中和瓷坯膨脹率方面，二者恰能取長補短相得益彰。故而，貝冰水晶瓷能將其瓷坯的膨脹系數(shù)控制在適度的范圍內(nèi)(β=220?250Χ10-7/Γ區(qū)間)。相較于高石英質(zhì)瓷膨脹系數(shù)β^250Χ10-7/Γ，貝冰水晶瓷的這一特性，亦有利于改善它的坯釉適應性，擴大釉料的適配范圍。據(jù)此，凡始熔溫度在1170°C左右，膨脹系數(shù)β在190?200X10_7/°C區(qū)間的白瓷生料釉、熔塊釉大多可適配于貝冰水晶瓷。
[0014]綜上所述，與其它高端白瓷坯泥相比，貝冰水晶瓷坯泥具有原料廣來源、成形高塑性、燒溫寬范圍、?；瑰ψ?、成瓷低收縮、制品耐熱震等一系列經(jīng)濟技術(shù)優(yōu)勢。以該泥料為坯材，施以傳統(tǒng)制瓷技法，可以燒制出剔透如冰、靈動若水、肥腴比脂、瑩潤似玉的日用餐茶具和陶瓷藝術(shù)品。
【具體實施方式】
[0015]實施方式一
本實施方式的貝冰水晶瓷坯泥生產(chǎn)配方，按化學組份質(zhì)量百分比包括:71.0?76.5%的Si02、10?13 %的Α1203、0.1?1.5%的Κ20、0.1?1.2 %的Na20、0.1?3%的Mg0、3.0?8 %的BaO、0.1?1.5%的CaO以及4.5?7%的灼燒減量。此外，該配方中還含有被動引入的微量雜質(zhì)Fe203、Ti02 等元素。
[0016]以上配方中的相關(guān)化學物質(zhì)，可通過天然礦物石英、高嶺土、膨潤土、滑石粘土、海泡石粘土、鉀鈉長石、瓷石、鋇長石或化工原料碳酸鋇、硫酸鋇等引入。
[0017]貝冰水晶瓷坯體泥料的制作工藝，它包括依次進行的下述生產(chǎn)步驟:
a.配料稱量:對組成配方的瘠性礦物原料、粘土質(zhì)礦物原料進行匹配、組合并準確稱量，使得其化學組分按質(zhì)量百分比符合下列配比范圍:71.0?76.5%的Si02、10?13 %的Al203、0.I?I.5%的K20、0.I?I.2 %的Na20、0.I?3%的MgO、3.0?8 %的BaO、0.I?I.5%的CaO以及4.5?7%的灼燒減量。
[0018]b.泥料制備:瘠性礦物原料破碎4輪碾4打碓4瘠性礦物原料粗粉稱量投料4球磨—卸料出漿;粘土質(zhì)礦物原料、細粉級化工原料稱量投料—球磨—卸料出漿;兩組料漿混合攬摔勾楽稀釋—篩分—除鐵—成品楽■取樣檢測;壓濾—泥餅—真空煉泥—成品泥料；
c.根據(jù)入磨原料的細度、粒度靈活調(diào)整研磨工序工藝，當選用細粉或超細粉級礦物原料組方時，b項工藝流程前段(破碎、輪碾、打碓等工序)可省略;所有原料可合并一次性入磨;球磨時間根據(jù)入磨物料的細度、粒度酌情掌握，使其成品漿料粒徑達到D50 (中位粒徑)<5μ，方可卸料出漿。
[0019]實施方式二
本實施方式與實施方式一不同之處在于:本實施方式的生產(chǎn)配方按化學組份質(zhì)量百分比包括:76.2%的Si02、12.7%的Al203、I.2%的K20、0.4 %的Na20、0.9 %的Mg0、3.2%的BaO、0.3%的CaO以及4.8 %的灼燒減量。此外，該配方中還含有被動引入的微量Fe203、Ti02等雜質(zhì)元素。以上配方中的相關(guān)化學物質(zhì)，可通過天然礦物石英粉、高嶺土、膨潤土、優(yōu)質(zhì)瓷石、滑石、重晶石等引入。
[0020]實施方式三
本實施方式與實施方式一不同之處在于:本實施方式的生產(chǎn)配方按化學組份質(zhì)量百分比包括:75.7%的Si02、10.2%的A1203、I.1%的K20、0.3%的Na20、I.8%的Mg0、5.0%的Ba0、0.2%的CaO以及5.4%的灼燒減量。
[0021]此外，該配方中還含有被動引入