本发明涉及陶瓷产品及其生产方法领域，具体的涉及一种具有乳浊釉面的低温一次烧成陶瓷及制备方法。
背景技术：
：随着能源危机和矿物燃料的逐渐枯竭，我国的经济发展将面临危机，因此低温技术越来越受到人们重视。在陶瓷生产领域，传统的陶瓷烧成一般采用高温烧成(烧成温度在1200摄氏度以上)，烧成需要耗费大量的燃料，而燃烧成本在陶瓷生产成本中占百分之三十以上，高温烧成既增加了生产成本，也给环境带了很大的压力，随着国家产业的转型，陶瓷工业中的陶瓷工艺换代也是迫在眉睫，为此，如授权公告号为cn108017369a的发明专利申请公开了一种低温一次烧成陶瓷制品，包括坯体和施于坯体表面的釉层，其坯体原料包括如下重量份的组分：精制黏土45～60份、精制钾长石粉15～20份、精制钠长石粉7～12份、精细滑石粉10～15份、白云土5～8份、硅藻土10～15份、硅酸钠8～12份、玄武岩粉10～13份、氢氧化铝3～5份、硫化锑1～3份、锂辉石2～5份；其釉层原料包括如下重量份的组分：低温熔块釉30～50份、高岭土10～12份、精制钾长石粉10～15份、精制钠长石粉20～25份、白云土4～6份、氢氧化铝2～8份、氧化锌2～5份、硅酸钙8～15份、cmc粘性剂为0.3～0.5份、氧化钴0.1～0.3份，其具有高耐磨性与抗水性。上述发明专利申请公开的低温一次烧成陶瓷制品及制造工艺虽然能够降低烧成环节的温度，但其在原料煅烧环节钾长石粉、钠长石粉需经过1300℃的中高温煅烧处理，额外增加了燃料成本，此外为了降低烧成温度，降低sio2和al2o3的含量后，会导致釉的流动性较差、硬度低、釉面有针眼等缺陷。此外，现有的乳浊釉配方中锡、锆和钛的氧化物常作为乳浊剂，其中氧化锡和氧化钛乳浊效果好，但是原料成本高，而氧化锆原料成本便宜，但是乳浊效果不好，有鉴于，本案由此产生。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种具有乳浊釉面的低温一次烧成陶瓷及制备方法，降低烧成温度，有效节省燃料，降低成本，减少环境污染，同时降低高温粘度，避免釉面缺陷，坯釉适应性好，坯釉强度和硬度高，以解决
背景技术：
中提出的问题。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种具有乳浊釉面的低温一次烧成陶瓷，包括坯体、底釉层和面釉层，其特征在于：所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英5-10份、硅灰石15-18份、高岭土40-50份、废瓷熟料5-10份、粉煤灰5-10份、煤矸石5-10份和复合助剂5-7份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁5-6份、木灰5-10份、燧石3-5份、石英10-12份、正长石10-15份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉10-15份、石英15-18份、长石10-15份、钠长石21-25份、熟滑石2-3份、方解石8-10份、锆石2-3份和氧化锌1-2份。进一步的，所述复合助剂为cuo-tio2的复合粉末，所述复合助剂中cuo与tio2的质量比为2:1～3:1。进一步的，所述熔粉以重量百分比计，包括如下组分：人工合成云母70％、二氧化锡30％。进一步的，所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英5份、硅灰石15份、高岭土40份、废瓷熟料5份、粉煤灰5份、煤矸石5份和复合助剂5份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁5份、木灰5份、燧石3份、石英10份、正长石10份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉10份、石英15份、长石10份、钠长石21份、熟滑石2份、方解石8份、锆石2份和氧化锌1份。进一步的，所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英10份、硅灰石18份、高岭土50份、废瓷熟料10份、粉煤灰10份、煤矸石10份和复合助剂7份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁6份、木灰10份、燧石5份、石英12份、正长石15份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉15份、石英18份、长石15份、钠长石25份、熟滑石3份、方解石10份、锆石3份和氧化锌2份。进一步的，所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英8份、硅灰石16.5份、高岭土46.3份、废瓷熟料6.7份、粉煤灰7.8份、煤矸石8.3份和复合助剂6.2份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁5.3份、木灰6.7份、燧石4.2份、石英11.2份、正长石13.6份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉14.3份、石英16.5份、长石12.9份、钠长石24.5份、熟滑石2.5份、方解石8.6份、锆石2.5份和氧化锌1.3份。根据上述的具有乳浊釉面的低温一次烧成陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、坯体原料制备：将硅灰石、废瓷熟料和煤矸石分别破碎并过200-300目筛，按重量百分比为：石英5-10份、硅灰石15-18份、高岭土40-50份、废瓷熟料5-10份、粉煤灰5-10份和煤矸石5-10份配料；混合各组分并加水球磨，水的加入量为石英、硅灰石、高岭土、废瓷熟料、粉煤灰和煤矸石总质量的1.2倍，再次过200目筛并除铁，经压滤、真空练泥、陈化，制成泥饼备用；步骤二、底釉层的釉料制备：按照重量百分比为：工业氧化铁5-6份、木灰5-10份、燧石3-5份、石英10-12份、正长石10-15份，配置底釉层的原料，入球磨机球磨，过200目筛，加水混合成含水率40-45％的釉浆；步骤三、底釉层的釉料制备：熔粉的原料按照以下重量百分比：人工合成云母40％、二氧化锡10％、硅酸锆50％配料混合，于1500-1600℃下熔融，急速冷却至室温，然后磨粉待用；按照重量百分比为：熔粉10-15份、石英15-18份、长石10-15份、钠长石21-25份、熟滑石2-3份、方解石8-10份、锆石2-3份和氧化锌1-2份，配置面釉层的原料，入球磨机球磨，过200目筛，加水混合成含水率40-45％的釉浆；步骤四、成型：将坯体原料定型，室温下晾干1-2小时后，于70-80℃下烘干得到坯体，对坯体进行500-600℃素烧；步骤五、施釉：施釉前坯体预热至50-60℃，在坯体表面均匀施底釉，静置干燥20-30分钟后，在底釉上施加面釉；步骤六、烧成：将施釉的坯体置于窑炉中，于900-1050℃下烧成。进一步的，所述步骤六中，窑炉中在不同高度设置三个喷火口，三个喷火口的的温度分别为900℃、950℃和1050℃。进一步的，所述步骤六中，窑炉的其中一个喷头口附近设有进气加压口，进气加压口连通进气管，窑炉上设有排烟口，排烟口上设有排烟管，排烟管和进气管之间设有增压器，所述增压器包括壳体、废气涡轮和进气涡轮，所述壳体内设有废气室和加压室，所述废气室与排烟管连通，所述废气涡轮设置于所述废气室内，所述加压室与进气室连通，所述进气涡轮设置于所述加压室内。进一步的，所述步骤六中，窑炉内在1小时内升温至1050℃，保温20分钟后，经自然冷却制得陶瓷。由上述描述可知，本发明提供的具有乳浊釉面的低温一次烧成陶瓷及制备方法具有如下有益效果：一、釉料中引入钠长石等量替换长石可以将釉面烧成温度降低至1050℃，并减少烧成时间，有效节省燃料，降低成本，减少环境污染，提高钠含量可以增加釉的流动性，降低高温粘度，避免釉面缺釉、针眼等问题；二、施釉前对坯体进行预热，可以促进坯釉结合部位化学组分相互扩散渗透，形成中间层，有利于坯釉结合，提高坯釉适应性，促进釉面晶粒生长和致密化，提高釉的弹性和硬度；三、釉料中添加人工合成云母和二氧化锡，人工合成云母颗粒外包覆二氧化锡，降低二氧化锡用量，同时防止釉料腐蚀云母颗粒，人工合成云母和二氧化锡折射率不同，入射光被反射产生乳浊效果，加上提高釉料中钙镁含量，在冷却过程中形成透辉石、钙长石的微小晶体可使釉层具有良好的乳浊效果；四、坯体原料中引入cuo-tio2复合助剂，在烧成的过程中cuo-tio2渗透至釉面内，当cuo渗透至釉面内，会形成铜红的效果，窑炉中在不同高度设置三个温度不同的喷火口，低温部位呈现白色乳浊哑光效果，高温部位(还原)由于二氧化锡被还原成锡，面釉呈现透明灰黄色，叠加底釉的颜色，整体呈现铜红色，氧气充足(加压口处)部位呈现偏黄色，乳浊效果好，釉面形态丰富多变；五、坯体原料中加入废瓷熟料、粉煤灰和煤矸石，充分利用废料，节约成本的同时减少矿山开采量；六、烧结过程中，以cuo液相烧结和tio2固相烧结来促进坯体致密化，tio2与al2o3反应生成al2ti7o15，能够有效促进晶粒成长和致密化，使坯体强度更高。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。本发明一种具有乳浊釉面的低温一次烧成陶瓷，包括坯体、底釉层和面釉层，所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英5-10份、硅灰石15-18份、高岭土40-50份、废瓷熟料5-10份、粉煤灰5-10份、煤矸石5-10份和复合助剂5-7份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁5-6份、木灰5-10份、燧石3-5份、石英10-12份、正长石10-15份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉10-15份、石英15-18份、长石10-15份、钠长石21-25份、熟滑石2-3份、方解石8-10份、锆石2-3份和氧化锌1-2份。所述复合助剂为cuo-tio2的复合粉末，所述复合助剂中cuo与tio2的质量比为2:1～3:1。所述熔粉以重量百分比计，包括如下组分：人工合成云母70％、二氧化锡30％。具体实施一：所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英5份、硅灰石15份、高岭土40份、废瓷熟料5份、粉煤灰5份、煤矸石5份和复合助剂5份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁5份、木灰5份、燧石3份、石英10份、正长石10份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉10份、石英15份、长石10份、钠长石21份、熟滑石2份、方解石8份、锆石2份和氧化锌1份。具体实施例二：所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英10份、硅灰石18份、高岭土50份、废瓷熟料10份、粉煤灰10份、煤矸石10份和复合助剂7份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁6份、木灰10份、燧石5份、石英12份、正长石15份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉15份、石英18份、长石15份、钠长石25份、熟滑石3份、方解石10份、锆石3份和氧化锌2份。具体实施例三：所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英8份、硅灰石16.5份、高岭土46.3份、废瓷熟料6.7份、粉煤灰7.8份、煤矸石8.3份和复合助剂6.2份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁5.3份、木灰6.7份、燧石4.2份、石英11.2份、正长石13.6份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉14.3份、石英16.5份、长石12.9份、钠长石24.5份、熟滑石2.5份、方解石8.6份、锆石2.5份和氧化锌1.3份，所述复合助剂为cuo-tio2的复合粉末，所述复合助剂中cuo与tio2的质量比为2:1～3:1。对照组一：所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英8份、硅灰石16.5份、高岭土46.3份、废瓷熟料6.7份、粉煤灰7.8份、煤矸石8.3份和复合助剂6.2份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁5.3份、木灰6.7份、燧石4.2份、石英11.2份、正长石13.6份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉14.3份、石英16.5份、长石12.9份、钠长石24.5份、熟滑石2.5份、方解石8.6份、锆石2.5份和氧化锌1.3份，所述复合助剂为cuo粉末。对照组二：所述坯体原料以重量份计，包括如下组分：石英8份、硅灰石16.5份、高岭土46.3份、废瓷熟料6.7份、粉煤灰7.8份、煤矸石8.3份和复合助剂6.2份；所述底釉层的原料以重量份计，包括如下组分：工业氧化铁5.3份、木灰6.7份、燧石4.2份、石英11.2份、正长石13.6份；所述面釉层的原料以重量份计，包括如下组分：熔粉14.3份、石英16.5份、长石12.9份、钠长石24.5份、熟滑石2.5份、方解石8.6份、锆石2.5份和氧化锌1.3份，所述复合助剂为tio2粉末。上述具体实施例中，复合助剂为cuo-tio2的复合粉末，复合助剂中tio2与cuo的质量比为2:1～3:1；实验中，用差热分析仪对坯体和釉面进行热分析，用x-射线衍射仪进行物相分析，观察烧成后陶瓷坯体扫描电镜照片，当单一添加cuo时坯体存在大量气泡，且晶粒细小；随着cuo减小和tio2增加，烧结后坯体晶粒有一定程度的长大，气孔有所减小，当tio2与cuo的质量比为2:1～3:1时，晶粒排列紧密，气泡较少，其中，复合助剂配以1.7-1.9份的重量份，tio2与cuo的质量比为2.56:1时，晶粒排列最为紧密，气泡最少；当添加单一的tio2时，气孔又增多。以上的微观结构变化规律与坯体实际体积密度变化规律相一致，当tio2与cuo的质量比为2:1～3:1时，坯体的致密度最高，tio2与cuo的质量比为2.5:1时，坯体致密度可以达到理论致密度的98％。tio2与cuo间不易发生反应，烧结过程中，以cuo液相烧结和tio2固相烧结来促进坯体致密化，在坯料中含在烧成温度1050℃下，tio2与al2o3反应生成al2ti7o15相，能够有效促进晶粒成长和致密化，减小气孔，使坯体强度更高；在烧成的过程中cuo-tio2渗透至釉面内，且施釉前对坯体进行预热，可以促进坯釉结合部位化学组分相互扩散渗透，釉也会部分扩散至坯体内，形成中间层，有利于坯釉结合，提高坯釉适应性，促进釉面晶粒生长和致密化，提高釉的弹性和硬度，且cuo渗透至釉面内会形成铜红的颜色，具有一定的观赏价值。坯体原料中加入废瓷熟料、粉煤灰和煤矸石，充分利用废料，节约成本的同时减少矿山开采量。以下表一为烧成坯体和釉面性能表。编号实施例一实施例一实施例一对照组一对照组二釉面维氏硬度(hv)582.1596.3613.8550.3556.4胚体体积密度(g/cm3)3.83.923.973.563.49编号实施例一实施例二实施例三实施例四实施例五釉面维氏硬度(hv)582.1595.6613.8605.3589.2坯体体积密度(g/cm3)3.83.923.973.893.86提高釉料中的sio2和al2o3含量，可以提高釉面硬度和强度，同时降低釉料膨胀系数，当时也会提高熔融温度，提高了陶瓷产品烧成的温度，为了降低烧成温度，需要降低sio2和al2o3含量。但是降低sio2和al2o3含量后，由于釉的流动性降低，粘度增加，釉面容易产生缺釉、针眼等缺陷，为此需要增加金属氧化物，以提高其流动性，釉料中引入钠长石等量替换长石可以将釉面烧成温度降低至1050℃，提高钠含量可以增加釉的流动性，降低高温粘度，并减少烧成时间，有效节省燃料，降低成本，减少环境污染但是提高钠含量同时也会引起膨胀系数增大，导致釉面开裂等问题，因此含量应该予以相应控制。提高釉料中钙镁含量，在冷却过程中形成透辉石、钙长石的微小晶体，以及釉料中的锆石在烧成后会析出硅酸锆晶体，可使釉层具有良好的乳浊效果，乳浊效果能够掩盖硅灰石、废瓷熟料和煤矸石的颜色，提高美观度，并提升釉面硬度。釉层厚度控制在0.2-0.3mm的较小厚度，在喷釉过程中，需要控制喷釉时间，坯体原料中引入cuo-tio2复合助剂，在烧成的过程中cuo-tio2渗透至釉面内，在釉面内形成al2ti7o15晶体，提高釉面致密度，且施釉前对坯体进行预热，可以加快坯体和釉面内晶体析出，促进坯釉结合部位化学组分相互扩散渗透，形成中间层，有利于坯釉结合，提高坯釉适应性，促进釉面晶粒生长和致密化，提高釉的弹性和硬度，且cuo渗透至釉面内，会形成铜红的效果。具体实施例三中，烧成的釉面硬度和坯体体积密度最高，并且电显微镜下观察，晶体密度最为紧密，气泡最少。上述的具有乳浊釉面的低温一次烧成陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、坯体原料制备：将硅灰石、废瓷熟料和煤矸石分别破碎并过200-300目筛，按重量百分比为：石英5-10份、硅灰石15-18份、高岭土40-50份、废瓷熟料5-10份、粉煤灰5-10份和煤矸石5-10份配料；混合各组分并加水球磨，水的加入量为石英、硅灰石、高岭土、废瓷熟料、粉煤灰和煤矸石总质量的1.2倍，再次过200目筛并除铁，经压滤、真空练泥、陈化，制成泥饼备用；步骤二、底釉层的釉料制备：按照重量百分比为：工业氧化铁5-6份、木灰5-10份、燧石3-5份、石英10-12份、正长石10-15份，配置底釉层的原料，入球磨机球磨，过200目筛，加水混合成含水率40-45％的釉浆；步骤三、底釉层的釉料制备：熔粉的原料按照以下重量百分比：人工合成云母40％、二氧化锡10％、硅酸锆50％配料混合，于1500-1600℃下熔融，急速冷却至室温，然后磨粉待用；按照重量百分比为：熔粉10-15份、石英15-18份、长石10-15份、钠长石21-25份、熟滑石2-3份、方解石8-10份、锆石2-3份和氧化锌1-2份，配置面釉层的原料，入球磨机球磨，过200目筛，加水混合成含水率40-45％的釉浆；步骤四、成型：将坯体原料定型，室温下晾干1-2小时后，于70-80℃下烘干得到坯体，对坯体进行500-600℃素烧；步骤五、施釉：施釉前坯体预热至50-60℃，在坯体表面均匀施底釉，静置干燥20-30分钟后，在底釉上施加面釉；步骤六、烧成：将施釉的坯体置于窑炉中，于900-1050℃下烧成。所述步骤六中，窑炉中在不同高度设置三个喷火口，三个喷火口的的温度分别为900℃、950℃和1050℃。所述步骤六中，窑炉的其中一个喷头口附近设有进气加压口，进气加压口连通进气管，窑炉上设有排烟口，排烟口上设有排烟管，排烟管和进气管之间设有增压器，所述增压器包括壳体、废气涡轮和进气涡轮，所述壳体内设有废气室和加压室，所述废气室与排烟管连通，所述废气涡轮设置于所述废气室内，所述加压室与进气室连通，所述进气涡轮设置于所述加压室内，增压器能够将废弃压力转化为进气压力，充分利用废弃动力，在进气加压口附近形成氧化氛围。所述步骤六中，窑炉内在1小时内升温至1050℃，保温20分钟后，经自然冷却制得陶瓷。本发明提供的具有乳浊釉面的低温一次烧成陶瓷及制备方法具有如下有益效果：一、釉料中引入钠长石等量替换长石可以将釉面烧成温度降低至1050℃，并减少烧成时间，有效节省燃料，降低成本，减少环境污染，提高钠含量可以增加釉的流动性，降低高温粘度，避免釉面缺釉、针眼等问题；二、施釉前对坯体进行预热，可以促进坯釉结合部位化学组分相互扩散渗透，形成中间层，有利于坯釉结合，提高坯釉适应性，促进釉面晶粒生长和致密化，提高釉的弹性和硬度；三、釉料中添加人工合成云母和二氧化锡，人工合成云母颗粒外包覆二氧化锡，降低二氧化锡用量，同时防止釉料腐蚀云母颗粒，人工合成云母和二氧化锡折射率不同，入射光被反射产生乳浊效果，加上提高釉料中钙镁含量，在冷却过程中形成透辉石、钙长石的微小晶体可使釉层具有良好的乳浊效果；四、坯体原料中引入cuo-tio2复合助剂，在烧成的过程中cuo-tio2渗透至釉面内，当cuo渗透至釉面内，会形成铜红的效果，窑炉中在不同高度设置三个温度不同的喷火口，低温部位呈现白色乳浊哑光效果，高温部位(还原)由于二氧化锡被还原成锡，面釉呈现透明灰黄色，叠加底釉的颜色，整体呈现铜红色，氧气充足(加压口处)部位呈现偏黄色；五、坯体原料中加入废瓷熟料、粉煤灰和煤矸石，充分利用废料，节约成本的同时减少矿山开采量；六、烧结过程中，以cuo液相烧结和tio2固相烧结来促进坯体致密化，tio2与al2o3反应生成al2ti7o15，能够有效促进晶粒成长和致密化，使坯体强度更高。上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。当前第1页12