一次燒成骨質(zhì)強(qiáng)化瓷的工藝

摘 要 本文主要介紹了在傳統(tǒng)的二次燒成骨灰瓷基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)坯釉配方及燒成制度，實(shí)現(xiàn)一次燒成骨質(zhì)強(qiáng)化瓷，其理化性能和外觀質(zhì)量達(dá)到并超過傳統(tǒng)骨灰瓷#65377;

關(guān)鍵詞 骨質(zhì)，強(qiáng)化瓷，骨質(zhì)瓷，一次燒成

1概述

隨著生活水平的不斷提高，傳統(tǒng)的陶瓷制品難于滿足人們?nèi)找嬖鲩L的現(xiàn)代審美和生活需求#65377;骨質(zhì)瓷以其細(xì)膩通透#65380;釉面潤澤光亮#65380;質(zhì)地潔白#65380;透明度高等特點(diǎn)，受到廣大消費(fèi)者的青睞#65377;

由于傳統(tǒng)的骨質(zhì)瓷都是采用二次燒成，即先高溫素?zé)?1300℃)再低溫釉燒(1050～1100℃)，能耗較大#65377;我們改變傳統(tǒng)坯料的單一配比，采用新材料#65380;新工藝，研發(fā)了一次燒成的骨質(zhì)強(qiáng)化瓷產(chǎn)品#65377;

2 工藝技術(shù)

一次燒成骨質(zhì)強(qiáng)化瓷，是在傳統(tǒng)骨質(zhì)瓷坯料中，引入一定量剛玉(粒度為2μ的α-Al₂O₃)，使之在高溫?zé)芍袕?qiáng)化支撐點(diǎn)，改變傳統(tǒng)骨質(zhì)瓷在高溫荷重情況下支撐力降低#65380;易造成軟化變形，從而必須采用高溫?zé)o釉托燒#65380;低溫釉燒的被動(dòng)局面#65377;

2.1坯釉料的制備

我們選用了Fe2O₃#65380;TiO₂含量低的優(yōu)質(zhì)原料;坯料的熔劑采用合成骨粉;骨架料采用粒度為2μ的α-Al₂O₃粉#65377;坯用原料見表1，坯體化學(xué)組成見表2#65377;釉料應(yīng)具有良好的適應(yīng)性和低膨脹性并能在1280℃氧化燒成，且燒成范圍寬#65377;釉用原料化學(xué)組成如表3所示，釉料化學(xué)組成見表4，并列出了理論坯#65380;釉式#65377;

2.2 工藝流程和工藝參數(shù)

(1)工藝流程#65377;試樣制備流程如圖1所示#65377;試樣的燒成曲線見圖2#65377;

(2)工藝參數(shù)#65377;坯料細(xì)度:250目篩余<0.8%;釉料細(xì)度:320目篩余<0.5%#65377;其余工藝參數(shù)同常規(guī)日用陶瓷生產(chǎn)相同#65377;

圖2燒成曲線

3產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)

產(chǎn)品經(jīng)廣東省陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量鑒督檢驗(yàn)站(潮州)檢驗(yàn)，全部物理化學(xué)性能均符合國家日用陶瓷標(biāo)準(zhǔn)(GB/T3532-1995《日用瓷器》)，如表5所示#65377;

4分析和討論

4.1 骨粉和α-Al₂O₃的作用

在瓷坯中，我們引入骨粉和α-Al₂O₃(粒度為2μm)#65377;骨質(zhì)瓷需二次燒成，高鋁強(qiáng)化瓷必須高溫還原燒，其共同點(diǎn)是必須在高溫下(1350℃左右)燒成#65377;合成骨粉在高溫中分解為Ca₃(PO₄) ₂和CaO#65377;Ca₃(PO₄) ₂本身的熔點(diǎn)并不低(約1734℃)，但它能與其它的兩個(gè)組元(坯料高嶺土和坯料中的長石)共熔，共熔后液相出現(xiàn)的溫度降低，從而起到助熔作用#65377;α-Al₂O₃粉的引入，在坯體中起到主骨架作用，因在高溫液相中生成更多的莫來石晶體，從而提高了產(chǎn)品的抗折強(qiáng)度#65377;

4.2 燒成制度對(duì)坯釉性能的影響

合理控制燒成制度，可以使固相反應(yīng)更為充分，生成更多的低膨脹晶體和莫來石晶體，并使殘留石英減至最少，因而所燒成的產(chǎn)品強(qiáng)度高#65380;膨脹系數(shù)小#65380;熱穩(wěn)定性好(見表5)#65377;經(jīng)多次試燒后，我們選擇了最適宜的燒成制度:燒成溫度在1270～1280℃，燒成周期為10～12h;燒成氣氛為氧化氣氛#65377;該燒成產(chǎn)品的斷口不規(guī)則#65380;抗折強(qiáng)度高(100MPa);當(dāng)燒成溫度為1340～1350℃#65380;還原氣氛燒成時(shí)，其產(chǎn)品斷口光滑即玻璃相量多#65380;晶相減少#65380;抗折強(qiáng)度低(60MPa)，見表6#65377;

5 結(jié)論

綜上所述，采用一次燒成技術(shù)，產(chǎn)品既具有骨質(zhì)瓷的透光特性，又有高溫強(qiáng)化瓷的較高抗折強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，并且極大地降低了鉛#65380;鎘溶出量#65377;本項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)主要是:

(1) 坯釉料的制備工藝獨(dú)特#65377;坯料的熔劑采用合成骨粉，骨架料采用料度為2μ的α-Al₂O₃粉#65377;該坯料配方具有強(qiáng)度高#65380;低膨脹的特性，與釉料良好結(jié)合;

(2) 采用一次燒成工藝#65377;傳統(tǒng)的骨質(zhì)瓷透光性好#65380;晶瑩剔透，但需采用二次燒工藝;本實(shí)驗(yàn)研制的高溫強(qiáng)化瓷，通過合理控制燒成制度，采用一次燒成工藝，其產(chǎn)品性能良好，超過了標(biāo)準(zhǔn)要求;

(3) 骨質(zhì)強(qiáng)化瓷采用無鉛原料，解決了骨質(zhì)瓷鉛鎘溶量過大的問題#65377;

參考文獻(xiàn)

1 陶瓷工藝學(xué)[M].華南工學(xué)院，1981