中溫高鋁強化瓷的研制

摘要 本文在高溫燒成的高鋁強化瓷坯體配方的基礎上，加入燒滑石和骨粉（磷酸鈣），得到了可以中溫燒成的強化瓷，并對此進行了分析討論。

關鍵詞 高鋁強化瓷，中溫燒成

1 引 言

高鋁強化瓷較軟質瓷和硬質瓷具有坯體抗折強度高、耐熱性能好、外觀白度和色感佳的特點，從而成為日用餐具的主要用瓷。

高鋁強化瓷坯料通常以高嶺土、長石和工業氧化鋁為主要原料，配方中Al₂O₃含量在30%以上，K₂O+Na₂O為3%～5%，其燒結溫度高達1350℃以上。為降低燒成溫度，可加入2%～3%的燒滑石，但也只能將溫度降至1320℃左右，仍屬于高溫燒成。本研究通過在高鋁強化瓷配方中加入一定量的骨粉（磷酸鈣）和燒滑石作為助熔劑及礦化劑，使坯體的燒結溫度降至1250℃左右，而且產品燒成后的外觀和各項物化性能等同或優于高溫燒成的強化瓷。

2 工藝過程

2.1 坯 料

以高溫燒成的高鋁強化瓷坯體配方為基礎，分別加入1%、2%、3%、4%、5%的骨粉和燒滑石，進行正交試驗。配方如下(wt%)：湖南鉀長石22，河源高嶺土16，紫金硅土10，龍巖高嶺土洗泥45，工業氧化鋁7，燒滑石2，骨粉（磷酸鈣）3。

原料和坯體的化學組成分別見表1、表2。

中溫強化瓷坯式：

坯料制備：按配方精確稱料球磨，料、球、水配比為1:（1.18～2）:1.2，出球磨泥漿細度控制為250目，篩余量0.5～0.8%；加入龍巖高嶺土洗泥，攪拌均勻，泥漿分別過140目、160目、180目、200目振動篩和3次萬高斯除鐵器，壓濾后瓷泥含水率在25%左右。

2.2 釉 料

中溫燒成強化瓷釉料化學組成如表3所示。

釉式：

2.3 燒 成

燒成窯爐：隧道窯或梭式窯

燒成氣氛：氧化氣氛

燒結溫度：1240～1280℃

燒成曲線見下圖。

3 產品的物理性能

中溫燒成強化瓷與不加骨粉和燒滑石的高溫燒成強化瓷的物理性能比較如表4所示。

4 分析與討論

（1） 在高鋁強化瓷坯料中加入一定量的骨粉和燒滑石，使其坯料由SiO₂-Al₂O₃-KNaO的三元組成變成SiO₂-Al₂O₃-KNaO-Ca(Mg)O-P₂O₅等多元組成，形成低共熔點，共熔后坯體液相出現的溫度降低，從而起到助熔作用，使高鋁強化瓷的燒結溫度從1350℃降至1250℃；

（2） 經過反復試驗和正交實驗比較發現，同時加入3%的骨粉和2%的滑石能有效降低高鋁強化瓷的燒結溫度，所得燒結范圍也較寬，在1240～1280℃之間，且可保持高鋁強化瓷具有的各項物理性能，是最佳加入量；

（3） 在高溫燒成的高鋁強化瓷坯料中加入骨粉和滑石，經中溫燒成之后的各項物理性能與不加時基本等同。坯體抗折強度略低，主要是坯體中液相量增多的緣故；但由骨粉引入的P₂O₅能與Fe₂O₃反應使三價Fe離子還原成低價Fe離子，提高了白度；

（4） 中溫燒成強化瓷燒成溫度在1250℃左右，可以采用中溫鈣鎂鋅鋇釉，較之高溫燒成長石釉具有釉面光亮、透明度好且釉的膨脹系數容易調整以適合坯體、坯釉結合好、釉面針孔少、熱穩定性能優良的優點。

5 結 論

在高鋁強化瓷坯料中引入骨粉和滑石，可將產品的燒成溫度降至1250℃，降幅達100℃，既節約了能源，又延長了窯具的使用壽命，減少了燒成成本，且產品的抗折強度、熱穩定性能、外觀白度以及釉面質量、釉面色感等都達到或優于原高溫燒成的強化瓷。