[发明专利]高白度釉下多彩低温陶瓷及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及的是一种高白度釉下多彩低温陶瓷及制备方法。

背景技术

有史以来，我国南方陶瓷产区，特别是针对炼制高白度陶瓷，大都采用1380℃高温还原气氛炼制，但采用还原气氛炼制的陶瓷产品容易产生斑点、烟熏、阴黄等缺陷，产品的合格率较低，使得产品的实际生产成本很高，因此长期以来，高白度瓷只能进行小批量生产，较难实现产业化生产，且降低烧成温度，节能一直是陶瓷工作者追求的目标；为此本申请研究方向是针对陶瓷新材料工艺的研制与开发，充分解决了陶瓷坯釉配方、成型、釉下彩绘、施釉和烧成等生产工艺上的技术难题，实现陶瓷材料的技术创新，使陶瓷白度和铅镉溶出量均达到国际先进水平，热稳定性和高白度一样可达到180℃-20℃热交换不裂，且釉下画面色彩鲜艳、逼真、大幅度提高了产品的档次，成为世人注目的新的高档次名贵瓷种。

发明内容

本发明的目的是针对以上技术的不足，通过改善坯釉配方及烧成工艺，提供一种高白度釉下多彩低温陶瓷及制备方法，其制备的陶瓷白度高，烧成温度低，且能耗大大降低。

本申请人在充分吸收和消化了国内外轻质陶瓷先进生产技术资料，在多次实验的基础上，采用白云石、绢云母石等为主要原料，配以少量高岭土塑性良好的粘土，再添加氧化钴等多种氧化物，融合低温轻质陶瓷和高温高白度瓷种的先进生产技术；通过配入可塑性较大的矿物原料和有机高分子增塑剂，解决了瘠性材料难成型等技术难题。

低温烧成原理：根据陶瓷生产最重要的“K₂O—Al₂O₃——SiO₂”三元系统相图，长石、石英、莫来石之间于985±20℃形成最低共熔点，陶瓷组成越靠近最低共熔点，烧成的温度越低。因此，本项目产品的原料主要组成选择尽量靠近最低共熔点，同时根据降低共熔点原理，组份越多，其共熔点的温度越低，即出现液相的温度越低，故本项目在“K₂O—Al₂O₃—SiO₂”三元相图的基础上，引入CaO、MgO，组成五组份配方，形成K₂O—CaO—MgO—Al₂O₃—SiO₂共熔作用，共熔之后液相温度降低，从而液相大量产生，生成玻璃相沿各晶体颗粒的接触界分布，原子通进液相扩散传输，扩散增加，使烧结加快，同时阻止或减缓晶界移动，抑制晶体长大，得到细小晶体而致密的坯体，这说明添加CaO、MgO之后不仅降低烧成温度还可以改善快烧性能和坯体特性。

坯料的选择：选用白云石和绢云母石矿物为陶瓷坯体的主要原料，白云石是碳酸钙和碳酸镁的固溶体，近来也有人认为是一种复盐，白云石的化学式为CaCO₃ 、MgCO₃，理论化学组成为。

Ca O  30.4%，MgO  21.9%，CO₂  47.7%，常含Fe、Mn等杂质；白云石的分解温度730～830℃，白云石分解时首先分解为游离氧化镁与碳酸钙，碳酸钙950℃左右分解，其化学反应过程如下。

CaCO3·MgCO3在720℃-750℃的条件下生成CaCO3+MgCO3。

MgCO3在720-750℃的条件下生成MgO +CO2↑。

MgCO3+SiO2在720-750℃的条件下生成MgSiO₃+CO₂↑。

CaCO3在890℃-910℃的条件下生成CaO+CO₂↑。

CaCO₃+SiO_2在600℃-900℃的条件下生成 CaSiO₃+CO₂↑。 

   由此可见，白云石分解出CaO、MgO时的温度比较低，同时CaO、MgO属于碱土金属氧化物，会促进石英的熔解和莫来石的生成，也有利于坯体中液相生成和降低玻璃相粘度，促进玻璃相成份均匀，提高坯体透光度。