[发明专利]一种降低陶瓷烧结温度的高效配方与方法

说明书

技术领域

本发明陶瓷材料制备领域，更具体涉及一种降低陶瓷烧结温度的高效配方与方法。

背景技术

随着矿物原料的日渐枯竭，世界能源供应日趋紧张，能源危机已初现端倪，能源价格上涨，导致生产成本大幅提高。因此，各行各业都在竭尽全力采取有效措施以节能降耗，而这对于那些能耗大的行业来说显得尤其重要。陶瓷行业是能耗的大户，在国民经济能源的消耗中占了很大的比例，降低陶瓷生产的能耗是陶瓷行业的一项长期的重要任务。在陶瓷生产中，烧成的能耗费用所占生产成本的比例是相当大的，国外占到了25％左右，而国内则占到了30％以上，因此，降低烧成能耗是降低生产成本，提高经济效益的一个重要环节。降低烧成能耗的办法有很多，如合理选用耐火材料，改进窑体结构，减少不必要的热损失；选用节能烧嘴，改进燃烧室结构，提高燃烧效率；加强余热利用；严格管理，合理控制烧成制度等等。但是，降低坯体的烧结温度，实现低温烧成是解决能耗过大的根本性的办法。

目前降低陶瓷烧成温度最有效的方法是在配方中引入熔剂、矿化剂或低温陶瓷原料。在配方中，适当增加熔剂和矿化剂的含量有利于促进陶瓷坯体的低温烧结。根据低共熔原理，组分越多，低共熔温度越低，则出现液相的温度越低。因此，采用多组分配料、选用复合熔剂降温效果更明显。常用的熔剂和矿化剂主要有：长石、滑石、锂云母、锂辉石、硅灰石、透灰石等。

磷酸钙为白色粉末，密度3.14，熔点1670℃。主要存在于磷灰石或骨灰中。目前，磷酸钙主要用于制骨灰瓷、乳色玻璃。还用作磨光粉、塑料稳定剂及糖浆澄清剂等。至今尚未发现利用磷酸钙粉末作为低温陶瓷添加剂实现陶瓷低温烧结的报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种用磷酸钙作添加剂降低陶瓷烧结温度的高效方法。它用磷酸钙粉末作添加剂直接添加到原有陶瓷泥料中，在保证制品性能达标的前提下，显著的降低陶瓷的烧结温度，实现节能降耗、降低生产成本，方法简单易行，原料易得，适合大规模工业化生产。

本发明的降低陶瓷烧结温度的高效配方，按照重量份数：传统陶瓷坯料：100份；磷酸钙粉末：1～10份；滑石粉：0～5份。

本发明的降低陶瓷烧结温度的方法，其特征在于：所述在现有的传统陶瓷坯料中，直接外加磷酸钙粉末或磷酸钙粉末和滑石粉的混合物，即可降低原有陶瓷烧结温度。

本发明的显著优点是：较之已有技术而言，本发明充分利用磷酸钙粉末烧结温度低、价格低廉的特点，加入陶瓷配方中来实现低温烧结，对现有烧成温度高于1250℃的陶瓷产品均有明显降温效果，可广泛应用于日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、艺术陶瓷、低压电瓷等等各种陶瓷器的低温烧成。所烧制品在各性能指标达标的情况下，烧结温度比原陶瓷坯料的烧结温度低50～150℃，原有陶瓷的烧成温度越高，效果越明显。节约能耗10-30％以上，降低了生产成本，实现节能减排与提高经济效益的双赢。

具体实施方式

传统陶瓷坯料中化学组成的重量份数为：SiO₂：71～73；Al₂O₃：17～20；Fe₂O₃：0.2～0.9；CaO：0.01～0.6；MgO：0.2～0.5；K₂O：1～6；Na₂O：0.1～3；TiO₂：0.01～0.3；灼烧减量：4～7。

本发明所用的磷酸钙粉末为天然磷酸灰石或人工合成的各种磷酸钙；磷酸钙粉末为通过200目筛下的细粉。

步骤为：

a)按配方准确称取坯料与磷酸钙粉末加水混合，置于搅拌机或球磨机中搅拌混合均匀；

b)将泥浆脱水，制成可塑泥料、注浆用浆料或压制用粉料；

c)用可塑、注浆或压制的成型工艺，制成坯体；

d)成型坯体经烘干、施釉，置于窑炉中烧结，制得陶瓷成品。

上述步骤c)中粉料的成型方法为注浆法、可塑法或干压成型方法。

所述步骤d)中烧结温度为1100～1200℃，比原陶瓷坯料烧结温度低50～150℃；方法运用于各种陶瓷器的低温烧成。

实施例1

利用磷酸钙粉末降低低压电瓷烧结温度：