[發明專利]一種具有翡翠光學性能的陶瓷器的制造方法

有效

• 申請號: 201010284866.1
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102010210A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 農光再
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/16
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術領域

本發明涉陶瓷制造領域，特別是一種具有翡翠光學性能的陶瓷器的制造方法。

背景技術

玉石自古被視為吉祥避邪之物，是高尚、純沽、典雅、富貴、安樂、幸福的象征，與金銀相比，玉石在美觀上略勝一籌。翡翠是玉石中最珍貴的品種之一，翡翠(Jadeite)的礦物名稱叫“鈉輝石”，也有人叫“硬玉”，分子式為NaAlSi₂O₆。翡翠是由無數細小的纖維狀結晶縱橫交織而成的致密集合體，稱為“氈狀結構”，非常牢固和堅韌。翡翠具有透明或者半透明的玻璃光澤，其晶體結構細膩，色調均勻，常帶有鮮艷的綠色或者淡綠色，具有較強的觀賞性，深受中華民族和東南亞各國人民的喜愛。優質翡翠產于緬甸密支那地區我國至今還沒有找到翡翠礦床。經過多個世紀的挖掘，天然翡翠在自然界的存貯量已經很少，難以滿足社會需要，使得天然翡翠的價格高居不下，并且具有快速上升的趨勢。

面對市場供需矛盾，人們試圖人工合成出高檔次的翡翠。翡翠人工合成技術的研究從19世紀就開始了。20世紀60年代的貝爾(Bell)和羅茨勃姆(Roseboom)發現翡翠是一種低溫高壓礦物，必須在高壓條件下才能合成，至此開始了真正意義上的翡翠合成研究工作。20世紀80年代我國吉林大學和中國科學院長春應用化學所、中國科學院貴陽地化所等單位也進行了合成翡翠的試驗。但由于翡翠的特殊結構，很難實現由非晶體或其他晶體向鈉鋁輝石的晶體的轉化。致色元素Cr也很難進入晶格中，所以合成效果都不理想，所得到的往往只是一些微晶粉末或者是含有大量玻璃體的翡翠成分的混合物。與此同時，20世紀80年代美國的通用電氣公司也開始了合成翡翠的研究。2002年，GIA首次發表了有關寶石級合成翡翠的報道。人們采用合成寶石常用的焰熔法、熔融法、水熱生長法和助熔劑熔化生長法來合成翡翠，及最近采用超高溫超高壓合成翡翠技術，均沒有獲得成功。

陶瓷在中國已經有幾千年的歷史，結合近代科學技術，陶瓷研究獲得快速發展，低介電陶瓷、耐高溫陶瓷、光學透明陶瓷等功能性陶瓷已經廣泛應用。

綜上所述，社會上已經合成翡翠，但是受合成技術的限制，合成翡翠的成本還很高，還沒有實現商業化，還不能滿足用來生產日常用器和家居裝飾品的要求；陶瓷技術已經發展了幾千年，生產陶瓷成本較低，但是不具備玉石的可觀賞特性。因此，結合陶瓷制造技術和翡翠合成技術，制造出具有翡翠光學特性的陶瓷材料，進一步加工成型，來滿足人類的日常生活用品和家居裝飾用品具有一定的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有翡翠光學性能的陶瓷器的制造方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

本發明的目的是提供一種具有翡翠光學性能的陶瓷器的制造方法。該方法以二硅酸鋁鈉(NaAlSi₂O₆)固體粉末，經過一次燒結，得到一次燒結固體；將一次燒結固體粉碎和研磨，得到二硅酸鋁鈉(NaAlSi₂O₆)的燒結固體粉末；最后以二硅酸鋁鈉(NaAlSi₂O₆)的燒結固體粉末為原料，經過機械壓模成型后，放入高溫燒結爐進行高溫燒結，得到具有翡翠光學性能的陶瓷器。該陶瓷器具有多晶體結構，密度2.35-2.58g/cm³，其化學成分與翡翠的化學成分相同，又具有翡翠光學性能，故可稱為翡翠玉瓷器。其制造工藝流程圖如附圖1，具體操作步驟如下：

1.二硅酸鋁鈉固體粉末一次燒結

取120-300目的二硅酸鋁鈉固體粉末，放入耐高溫器皿中，再將盛有二硅酸鋁鈉固體粉末的耐高溫器皿轉移到高溫爐中，在750-1150℃條件下燒結12-96h，自然冷卻后，得到一次燒結原料，經過粉碎和研磨，得到80-300目的二硅酸鋁鈉(NaAlSi₂O₆)的燒結固體粉末，該燒結固體粉末的表觀密度為1.20-1.65g/cm³。

2.二硅酸鋁鈉燒結固體粉末的壓模成型

取80-300目的二硅酸鋁鈉燒結固體粉末放入模具中，通過50-2000Mpa機械壓力作用，使二硅酸鋁鈉固體粉末壓縮，形成具有特定結構的壓模成型體，脫模后，得到壓模成型體。

3.二硅酸鋁鈉壓模成型體的燒結

將二硅酸鋁鈉壓模成型體放到高溫爐中，在950-1150℃條件下燒結12-96h，得到具有翡翠光學性能的二硅酸鋁鈉陶瓷器，該陶瓷器具有多晶體結構，密度2.35-2.58g/cm³。