[发明专利]一种高强度骨质瓷素坯

说明书

技术领域

本发明公开了一种高强度骨质瓷素坯，属于陶瓷技术领域。

背景技术

骨质瓷是一种高档瓷，它因白度高、透明度好、瓷质细腻、釉面光亮平整的瓷器，素有“薄如纸、白如玉、明如镜、声如磬”的美称。骨质瓷是一种以动物骨灰为主，同时加入部分粘土、长石、石英等矿物原料，采用高温素烧、低温釉烧二次烧成工艺烧制的软质瓷。瓷坯物相组成主要是磷酸三钙、钙长石及一定含量的玻璃相。骨质瓷茶具，咖啡具家庭套具已成为各大小公司和富裕家庭的理想用具，更是馈赠亲友的最佳礼品。骨质瓷已经成为高档瓷消费的主导。骨质瓷虽然高贵，但其热稳定性远不如传统的滑石质日用细瓷等。热稳定性是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，又称抗热震性，是陶瓷制品质量高低的重要技术指标之一。通常日用细瓷对热稳定性的要求是制品水中交换温差达到200℃以上，而目前我国实际生产的骨质瓷制品水中交换温差多在140℃以下，即便是优质的骨质瓷水中交换的温差也只有160℃。影响骨质瓷热稳定性的主要因素包括以下四个方面：（1）原料配比的影响。（2）石英粒度的影响。（3）瓷体显微结构的影响。（4）坯釉适应性的影响。众所周知，骨质瓷釉料一般是透明体，不但具有较好的光泽和一定的硬度，而且还可以提高制品的化学稳定性、机械强度和热稳定性。而影响骨质瓷釉料的好坏，提高传统骨质瓷素坯的综合性能成为了亟待解决的问题。

因此，如何改善传统骨质瓷素坯白度低，力学性能及抗热震性差的缺点，以获取更高综合性能的骨质瓷素坯，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统骨质瓷素坯白度低，力学性能及抗热震性差的缺点，提供了一种高强度骨质瓷素坯。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高强度骨质瓷素坯，是由以下重量份数的原料组成：

牛骨粉末 50～60份

高岭土 25～35份

石英 8～18份

长石 5～12份

添加剂 5～10份

氧化金属混合物 3～8份

氯酸钾 4～7份

分散剂 2～5份

所述添加剂的制备方法为：

将有机粘结剂与碳粉按质量比1：1～1：2混合，搅拌混合后，得添加剂；

所述高强度骨质瓷素坯的制备方法为：

（1）按原料组成称量各组份；

（2）将牛骨粉末，高岭土，石英，长石，氧化金属混合物和氯酸钾加入球磨机中，混合球磨，过筛，得球磨料，将球磨料与水按质量比10：1～12：1混合，并加入添加剂和分散剂，搅拌混合后，得混合料，将混合料除铁过滤，陈腐后，注浆成型，得坯料，将坯料移入烧结炉中，于氮气保护状态下，于温度为400～580℃低温烧结，再于氮气保护状态下，温度为1300～1350℃环境下，高温烧结，随炉冷却至室温后，出料，得高强度骨质瓷素坯。

所述长石为钠长石，钙长石或透长石中任意一种。

所述氧化金属混合物的制备方法为将氧化钙和氧化铝按质量比2：1～1；1混合所得。

所述分散剂为腐殖酸钠，水玻璃或三聚磷酸钠中任意一种。

所述有机粘结剂为桃胶，阿拉伯胶或羟甲基纤维素钠中任意一种。

所述除铁磁场强度为1.0～1.2万高斯强度。

本发明的有益效果是：

（1）本发明在制备高强度骨质瓷素坯时加入添加剂和氯酸钾，首先，氯酸钾在高温状态下会分解产生氧气，使添加剂中的有机胶粘剂分解，从而产生气体使骨质瓷素坯中的孔隙形成通路，使坯料在烧结过程中，作为粘结剂的玻璃相可均匀分布在骨质瓷素坯中，进而使产品的力学性能和抗热震性得到提高，其次，在添加剂中的有机胶粘剂分解后，碳粉可吸附在孔隙内壁上，在后续通氮气的高温烧结过程中，碳和二氧化硅可在氮气氛围中，在高温条件下生成碳化硅，从而使产品的力学性能进一步提高，并且氯酸钾在高温状态下的分解产物可对产品中空隙进行填充，一定程度上提高的产品的力学性能和白度；

（2）本发明在制备高强度骨质瓷素坯时加入氧化金属混合物，一方面，金属氧化物中的氧化钙可以与体系中的高岭土反应生成钙长石晶相，从而使产品的力学心能进一步提高，另一方面，金属氧化物可在高温条件下被碳还原，从而形成金属单质均匀分布在产品中，从而使产品的热膨胀系数平衡，进而使产品的抗热震性提高，并且还原形成的金属单质铝可在氮气氛围下生成氮化铝对产品体系进行填充，从而使产品的力学性能和白度进一步提高。

具体实施方式