专利名称：高氧化铝高强度日用瓷及其生产方法
技术领域：
本发明属于陶瓷制品技术领域，是关于以氧化铝和氧化硅为基料的高强度日用瓷及其制造方法。
陶瓷制品是一种脆性材料，主要表现是其抗冲击强度较差，在现代餐厅、宾馆里对餐具的洗涤都采用机械化，由于日用瓷抗冲击性能差，经不起厨房作业的碰撞烤打，导致餐具的破损和更换率高，因此人们急需提高日用瓷的机械强度特别是抗冲击强度。目前机械强度较高的瓷是硬质瓷，它的配方是以高岭土-石英-长石三元系统为代表，该种瓷的抗折强度只有600-1000kg/cm2，抗冲击强度只有1.8-2.2kgf-cm/cm2，该强度是适应不了对餐具实行机械化洗涤的要求。
本发明的目的是要提供一种高强度的日用瓷及其制造方法，使该瓷的机械强度特别是抗折强度和抗冲击强度适应机械化洗涤的要求。
实现本发明的技术方案是提高日用瓷瓷坯中化学组成氧化铝的含量(一般长石质瓷如硬质瓷Al2O3含量为19-26%)，成为高氧化铝瓷，使之达到35-48%(重量比)，坯料配方采用铝矾土、粘土、长石作为主要原料。由于这几种原料都是含氧化铝天然原料，有利于实现高氧化铝配方，而且不会提高原料的成本。采用高氧化铝，使瓷坯中生成较多的机械强度高的莫来石，刚玉晶体(都是含氧化铝的晶体)，提高晶相量，减少机械强度差的玻璃相等非晶相量和游离石英量(石英晶体由于易发生晶相转变，发生体积变化，在瓷坯中产生应力，影响瓷坯的机械强度)，就能够达到提高瓷的机械强度特别是抗折抗冲击强度的目的。
本发明坯料配方范围为铝矾土10-40%、粘土40-60%、钾长石20-35%(重量比)、化学成分范围为SiO245-59%、Al2O335-48%、K2O+Na2O 4.0-6.0% CaO 0-1%、Fe2O3≤0.4%。
在坯料中由于Al203含量的提高，导致瓷的烧成温度提高，为了降低烧成温度，往瓷坯化学组成中引入0.1-0.2%氧化锂(Li2O)成分，由矿物原料锂长石或锂辉石取代部分钾长石，引入氧化铝，锂长石或锂辉石的用量范围为5-15%，为此，钾长石的用量范围减为15-30%，也可采用钾长石与锂长石的复合矿物原料(钾锂长石)，来代替单组份的钾长石原料，其用量范围仍为20-35%。另外还可向坯料配方中加入0-4%的煅烧滑石或白云石，引入少量的MgO化学成分，有助熔和改善制品的热稳定性以及有助于莫来石晶的生成，因此坯料配方可为(重量比)。
铝矾土 10-40%粘石 40-60%
或钾锂长石 20-35%煅烧滑石0-4%(或白云石)与坯料配方相匹配的釉料配方范围为(重量比)粘土 15-40%，钾长石 30-50%，煅烧滑石 8-16%，石英砂 20-30%，与坯料相适应，釉料中加入5-20%的锂长石或锂辉石，则釉料配方可为粘土 15-40%
或钾锂长石35-55%煅烧滑石 8-16%石英砂 20-30%相应的化学成分组成范围为SiO270-74%，Al2O315-16%，K2O+Na2O 3-6%，CaO 1-5%，MgO 3.5-4%，Li2O 0.2-0.5%(重量比)，由于釉料中Al2O3含量的显著提高，釉面显微硬度也大大提高，加上坯釉的热膨胀基本一致，坯釉中间层的生成能使坯釉很好的结合，有利于抗冲击强度的提高。
本发明生产方法，是按如下工艺流程原料加工、配料、球磨、抽浆、过筛、吸铁、压滤、陈腐、练泥、坯料成型、干燥、施釉、烧成、检验包装入库等，本发明生产方法的特点在于(1)铝矾土一般经过1400℃温度下煅烧，成为铝矾土熟料，使用的粘土原料一部分经过煅烧成为熟粘土、锂辉石也经过1400℃温度下煅烧。经过煅烧后的铝矾土、粘土生成晶相为刚玉、莫来石的产物，再按配方制成坯料，这样烧成后得到的瓷坯作为瓷质骨架的晶相量得到提高，针状莫来石与微粒晶状体刚玉相互交织，使晶界面角相对减少，瓷质内剪切应力随之降低，同时降低了瓷坯的热膨胀力，瓷质强度就能得到显著提高，(2)钾长石、锂长石(锂辉石)细度要求过250-300目筛，釉用石英砂过200-250目筛，(3)经过上述的原料加工后，按下面的比例范围配制坯料和釉料
(4)球磨时间根据细度要求而定，坯料200目筛余率≤0.01%，釉料250目筛余率≤0.01%，球磨时，坯料中外加0.1%腐植酸钠，釉料中外加0.2%腐植酸钠，(5)陈腐时间15-30天、真空练泥次数≥4次，真空度720-740mmHg，增加练泥次数，能提高制品的抗折强度，(6)釉料在使用前，要过200目筛，高磁场吸铁两次，(7)施釉厚度保持0.2-0.4mm，(8)烧成温度1320-1420℃，烧成气氛。氧化焰或氧化一中性焰，高火保温时间控制在30-45分钟，(9)在瓷器装饰上可以选择釉上彩或色釉装饰。
用本发明制造出来的高强度日用瓷，抗冲击强度≥4.0kgf-cm/cm2，釉面硬度≥950kg/mm2，抗折强度≥1400kg/cm2，吸水率≤0.3%，热稳定性200-20℃(水)合格，不含铅、镉毒。
本发明最佳实施例坯料配方铝矾土熟料 15%高可塑性高岭土 15%淘洗粘土 26%钾锂长石 27%熟粘土 15%煅烧滑石 2%釉料配方钾锂长石 38%
石英砂 20%煅烧滑石 15%熟粘土 14%界牌高岭土 13%原料成分表
注钾锂长石是由天然的钾长石与锂长石的复合矿，产地江西省宜春“四-四”铌、钽矿付产物。
淘洗粘土是生粘土过200目筛淘洗、除去石英颗粒、提高了Al2O3含量。
制泥工艺流程可塑成型泥料选料→配料→球磨→过振动筛→抽浆→吸铁→过振动筛→搅拌→抽浆→压滤→粗练→陈腐→真空练泥。
注浆料清水+水玻璃+阿拉伯树胶↓可塑泥料→真空练泥→准确称量入搅浆池(搅拌24小时)→过筛→泥浆池(备用)。
釉料干法配料→球磨→吸铁→过筛→釉浆池(备用)。
球磨工艺参数①坯料球磨加工料∶球∶水＝1∶1.8∶0.9釉料球磨加工料∶球∶水＝1∶1.8∶0.4球石大、中、小比例20%、50%、30%②球磨时间坯料约25小时釉料约80小时(均以实际测得细度为准)③细度控制坯料200目筛余率≤0.01%釉料250目筛余率≤0.01%④泥料二次高磁场逆流式吸铁、过二次200目振动筛⑤釉料一次高磁场逆流式吸铁一次过200目振动筛坯料工艺性能
滚压成型含水率 23.4%-25.5%可塑指数 5.3线收缩 干燥 2.1%烧 14.5%总 17%坯体干燥抗折强度25kgf/cm2成型除鱼盘、中更等用压力注浆法外，其余盘、碟、杯、碗均用滚压成型，对盘碟产品的口沿非显见面加一圈厚边，并圆滑过渡到正常器壁厚度，这样既可增加抵抗碰撞的能力，又不增厚器壁面影响美观。
干燥处理将成型后的湿坯放入干燥设备中加热干燥。
施釉将配制好的釉料施于干燥后的坯体上，釉料厚度0.3mm。
釉烧烧成温度1380℃，烧成气氛氧化一中性焰，高火保温时间40分钟。
检验入库当制品需要装饰时，在釉烧后进行釉上彩装饰或色釉装饰，然后彩烧，彩烧温度700-750℃。
本发明采用天然矿物原料生产高强度瓷，生产成本低，并可采用普通长石瓷的生产工艺流程及工业设施设备，烧成温度适合我国现有窑炉烧成基本制度，容易推广使用，提高日用瓷的机械强度。
权利要求
1.一种高氧化铝高强度瓷，其特征在于瓷坯化学成分组成中，氧化铝(Al2O3)含量为35-48%(重量比)，坯料原料配方采用铝矾土、长石粘土作为主要原料。
2.根据权利要求1所述的高氧化铝高强度瓷，其特征在于坯料原料配方范围为铝矾土10-40%、粘土40-60%、钾长石20-35%(重量比)。
3.根据权利要求1或2所述的高氧化铝高强度瓷，其特征在于瓷坯化学组成中含有0.1-0.2%(重量比)的氧化锂(Li2O)。
4.根据权利要求3所述的高氧化铝高强度瓷，其特征在于氧化锂由矿物原料锂长石(或钾长石与锂长石的复合矿)或锂辉石引入，锂长石或锂辉石的用量占坯料原料配方中的5-15%，相应地减少钾长石的用量，即坯料原料配方范围为(重量比)铝矾土 10-40%粘土 40-60%
或钾锂长石 20-35%
5.根据权利要求4所述的高氧化铝高强度瓷，其特征在于坯料原料配方中有0-4%的煅烧滑石。
6.根据权利要求5所述的高氧化铝高强度瓷，其特征在于与坯体相匹配的釉的原料配方范围为粘土 15-40%
煅烧滑石 8-16%石英砂 20-30%相应的化学成分范围为SiO270-74%，Al2O315-16%，K2O+Na2O 3-6%，CaO 1-5%，MgO 3.5-4%，Li2O 0.2-0.5%(重量比)。
7.一种高氧化铝高强度瓷的制造方法，包括原料加工、配料球磨、抽浆、过筛、吸铁、压滤、练泥、坯体成型、坯体干燥、施釉、烧成、检验包装等，本发明的特征在于(1)原料选用铝矾土、钾长石、锂长石(或锂辉石)、粘土、石英砂等，铝矾土一般经过煅烧，成为铝矾土熟料，粘土原料一部分经过煅烧成为熟粘土，锂辉石也经过煅烧;(2)钾长石、锂长石(或锂辉石)细度要求过250-300目筛、釉用石英砂过200-250目筛;(3)配料坏料(重量%)
总用量10-40
总用量 30-60
或钾锂长石20-35(或锂辉石)煅烧滑石(或白云石) 0-4釉料(重量%)
总用量15-40
或钾锂长石35-55(或锂辉石)煅烧滑石 8-16(或白云石)石英砂 20-30(4)球磨时间根据细度要求而定，坯料200目筛余率≤0.01%，釉料250目筛余率≤0.01%;(5)陈腐时间15-30天，真空练泥次数≥4次，真空度720-740mmHg;(6)釉料在使用前，要过200目筛，高磁场吸铁两次;(7)施釉厚度保持0.2-0.4mm;(8)烧成温度1320-1420℃，烧成气氛;氧化焰或氧化-中性焰，高火保温时间控制在30-45分钟。
8.根据权利要求7所述的高氧化铝高强度瓷的制造方法，其特征在于原料球磨时，坏料中外加0.1%的腐植酸钠，釉料中外加0.2%腐值酸钠。
9.根据权利要求8或9所述的高氧化铝高强度瓷的制造方法，其特征在于瓷器装饰上采用釉上彩或色釉装饰。
全文摘要
本发明属于陶瓷制品技术领域，是关于一种高强度日用瓷及其制造方法。该瓷的氧化铝含量为35-48％(重量比)，坯料原料采用铝矾土、粘土、长石作为主要原料，并加入0.1-0.2％的氧化锂(Li
文档编号C04B35/18GK1049839SQ8910575
公开日1991年3月13日 申请日期1989年8月26日 优先权日1989年8月26日
发明者胡湧波 申请人:胡湧波