[發明專利]一種強化骨質瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201210234008.5
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN103539428A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 張垠;楊玉泉
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C04B33/13
• 分類號: C04B33/13;C04B33/22
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種日用骨質瓷，尤其是一種強化骨質瓷及其制備方法。

技術背景

骨質瓷原稱骨灰瓷，是18世紀發源于英國的一種高檔瓷種；主要由動物骨灰、瓷石、粘土等原料制備而成。骨質瓷瓷質細膩，釉面光潤、光澤柔和，具有較高的透明度和一定的機械強度【非專利參考文獻1】；并擁有著“薄如紙、明如鏡、白如玉、聲如罄”的美譽。作為世界上公認的最高檔日用瓷，其應用相當廣泛，如餐具、茶具、花瓶等，深受廣大消費者的青睞。

目前生產骨質瓷使用的原料一般是周知的動物骨灰、粘土、二氧化硅、長石等原料制備而成，產品經過高溫素燒、低溫釉燒二次燒成工藝制得，燒成后瓷質的主要晶體相有磷酸三鈣、鈣長石和少量的石英晶體，另外還含有少量的玻璃相，由于各物相之間的折射率相近，因而瓷體的透光性能較好，但由于骨質瓷中有磷酸鹽的存在，且含量較高，使其抗彎強度和抗熱震性能較低。

隨著生活水平的提高，人們不僅對骨質瓷的視覺效果提出較高的要求，而且對其強度和抗熱震性有更新的要求，以便適用于機械式清洗和微波爐加熱等的使用。這對骨質瓷抗彎強度、抗熱震性、透光性能提出了更高的要求。

多年來，為了提高骨質瓷的強度，很多學者做了大量的研究。周善元等【非專利參考文獻2】對國內外幾種骨質瓷進行的分析和研究表明：只有骨粉含量相對較高且含有微量鋯成份的英國Royal?Doulton骨質瓷抗折強度較高。表明增加骨粉的含量有助于提高骨質瓷的強度。鄭懷等【非專利參考文獻3】、王儉等【非專利參考文獻4】在骨質瓷中引入少量的ZrO₂和鋯英石，結果表明加入少量的ZrO₂和ZrSiO₄可以有效地提高骨質瓷的抗折強度和抗熱沖擊韌性，增韌機理主要是相變增韌和裂紋彎曲增韌。但是添加氧化鋯或者鋯英石等對骨質瓷的透光性能和白度有較大的負面影響，透光性較差。

熱穩定性差也是制約骨質瓷質量的重要因素。熱穩定性是衡量陶瓷產品質量高低的重要技術指標之一。目前，我國實際生產的骨質瓷制品水中交換溫差多在140℃以下。為了提高骨質瓷的抗熱震性能，很多學者做了大量的實驗與研究。耿謙等【非專利參考文獻5】認為提高坯料研磨細度、特別是減小石英顆粒的細度等可以有效地提高骨質瓷的抗熱震性能；也可以通過配方的優化、制定合理的工藝制度、采用有效的監控手段可以提高骨質瓷的抗熱震性能。但是這對抗熱震性能的提高非常有限。

本發明通過添加部分氧化鈣、廢瓷粉(粉碎的廢素燒坯)和少量的α-氧化鋁，調整骨質瓷化學組成及配方，制定合理的燒成工藝，以提高骨質瓷的各項物理性能，解決骨質瓷的白度、玉質感與透明度以及薄度與強度、硬度、熱穩定性之間相互制約的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種化學組成簡單，坯體強度高且透光性好白度高抗熱震性能好的骨質瓷。

本發明所述的強化骨質瓷，由以下質量百分比(wt％)的原料配制而成：煅燒的動物骨灰38.0～44.0％、石英砂3.5～7.5％、鉀長石7.0～12.0％、蘇州土4.0～8.0％、龍巖土8.0～12.0％、易縣土2.0～6.0％、GF88粘土2.0～7.0％、K18粘土3.0～8.0％、α-氧化鋁0.5～4.0％、石灰石5.0～9.0％、廢瓷粉(廢素燒坯的粉碎物)0.5～8.0％。

將上述原料按照質量百分比配制混合料，按照料∶球∶水質量比為1∶2.5∶1，置于球磨機中球磨，過篩、除鐵、陳腐、榨泥、泥餅加入一定的水和分散劑解膠、注漿成型、干燥、修坯、燒成，冷卻后即可得到骨質瓷素燒坯。

上述一種強化骨質瓷的制備方法，是周知的普通日用陶瓷的制備工藝方法。

本發明的強化骨質瓷，所使用的主要原料與一般骨質瓷所使用的原料一致，是周知的動物骨灰、粘土、石英和鉀長石；另外在上述主要原料基礎上添加0.5～4.0％的α-氧化鋁、5.0～9.0％的石灰石和0.5～8.0％的廢瓷粉三種改性物質；用鵝卵石作為研磨介質；球磨時間為14.0～20.0h；用1.8萬高斯強度的除鐵器除鐵，料漿過100目篩，陳腐3～7天，榨泥；分散劑為周知的水玻璃和腐植酸鈉，用固含0.10～0.18wt％的水玻璃和0.25～0.55wt％的腐植酸鈉解膠，泥漿含水量為28.0～36.0wt％；注漿成型；干坯在1230～1290℃下燒成1.5～3.0小時。