[发明专利]一种高强薄胎瓷器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅酸盐陶瓷制备，特别是涉及一种高强薄胎瓷器的制造方法。

背景技术

我国日用陶瓷产量约占全球62％以上，每年出口量达80亿件以上，占世界出口总量的70％以上，但普遍存在产品档次低、同质化现象严重等问题，出口产品单价仅为0.35美元/件，约为国际均价的1/3。当前国内外日用陶瓷行业竞争激烈，只有开发高附加值的新产品，才有可能在激烈的竞争中脱颖而出。薄胎瓷亦称“脱胎瓷”、“蛋壳瓷”，薄胎瓷胎体厚度大多在1毫米以内，人称之为：薄似蝉翼，亮如玻璃，轻若浮云，是中国传统艺术名瓷之一，被誉为“中国陶瓷艺术皇冠上的明珠”。由于薄胎瓷器瓷胎轻薄，制作和使用过程中极易变形和破裂，对原材料及制造工艺要求极高，因而薄胎瓷器产量很低。其根本原因在于薄胎瓷器力学性能不佳，这主要表现在两个方面，一是高温力学性能不足，生产过程易变形。对于薄胎瓷器而言，高透明度是基本要求，要在“薄如纸”的前提下达到“明如镜”的效果，这就要求在产品中生成较多量的玻璃相。玻璃相在高温下以液相的形式存在，在传统陶瓷体系中，玻璃相的形成温度约为950～1050℃，而陶瓷主晶相莫来石，尤其是形成于玻璃相中、具有优异性能的针状二次莫来石的形成温度在1200℃以上，高于玻璃相的形成温度约250℃，在950～1200℃之间，液相已经形成，而液相中莫来石尚未形成，此时液相的流动极易导致产品变形。二是常温力学性能有待提高，使用过程易脆。虽然薄胎瓷器产品抗折强度和抗冲击强度不低，但是由于器型轻薄，使用过程中极易破碎，因此薄胎瓷器多作为工艺陈设瓷，难以作为日用品使用，阻碍了这一高档特色瓷器的推广应用。

以钙、铝、硅、氧为主要组成的钙长石(CaAl₂Si₂O₈)呈针状形貌，针状主晶相的存在有利于改善陶瓷显微结构，显著提高产品常温力学性能。此外，钙长石的形成温度较低，在传统陶瓷配方体系中引入钙质，大约在1000～1100℃之间钙长石开始形成,与陶瓷烧成过程中液相出现的温度接近，与液相同步生成的钙长石可大幅度提高薄胎瓷器的高温力学性能，牵制液相的流动，保持产品的器型稳定。

钙的引入通常是以在陶瓷坯料中加入钙盐的方式，钙盐的种类很多，其中采取电石渣的方式，在引入钙的同时，同时引入硅和铝，这都是传统陶瓷的组分，只要通过恰当的配方调整，不会对产品性能造成不利影响。

电石渣是电石水解获取乙炔气后的以钙质为主要成分、经干燥得到的废渣。电石渣化学组成与电石质量有关，其组成中氢氧化钙约占75～90％，三氧化二铝约占5～8％，二氧化硅约占8～20％。目前电石渣多作填埋处理，少量用作生产砖、水泥等建筑材料的原料。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前薄胎瓷器生产过程中高温力学性能不足引发产品变形、使用过程中常温力学性能不足导致产品易脆等问题，提供一种高强薄胎瓷器的制造方法，能显著改善陶瓷产品的高温及常温力学性能。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种高强薄胎瓷器的制造方法，包括如下步骤：

(1)以重量百分比计，将电石渣3％～12％和陶瓷坯料88％～97％，以湿法混磨的方式混合均匀形成料浆；

(2)将混合均匀的料浆经压滤后制成泥饼，再经真空练泥，脱除泥饼中空气；

(3)将练好的泥饼盖上塑料薄膜，静置陈腐240～360小时，使泥饼内部水分均匀，得到陶瓷坯料；

(4)将陶瓷坯料通过塑性成型和利坯工序，制得薄胎瓷器生坯；

(5)将陶瓷生坯于窑炉内烧成，控制烧成温度在1250-1300℃，高温保温60～90分钟，制得高强薄胎瓷器产品。

上述的高强薄胎瓷器的制造方法中：步骤(1)所述电石渣是电石水解获取乙炔气后的以钙质为主要成分、经干燥的废渣，其组成主要包括氢氧化钙、三氧化二铝和二氧化硅，其中氢氧化钙占75～90％。

上述的高强薄胎瓷器的制造方法中：所述陶瓷坯料的化学组成为SiO₂62.60％～68.85％、Al₂O₃18.99％～24.49％、K₂O 1.89％～2.65％、Na₂O 0.14％～0.79％、MgO 0.12％～0.68％、Fe₂O₃0.20％～1.31％、CaO 0.06％～1.87％、loss 6.28～12.21％。