强化骨灰瓷 本发明属于陶瓷技术领域,涉及一种强化骨灰瓷。
骨灰瓷是世界公认的一种高档瓷,具有质轻、透光性好、优雅洁白的特点,被用作为高档器皿、艺术瓷等,由于其所用熔剂原料主要采用骨灰,现有的骨灰瓷还存在以下缺陷:第一,机构强度欠佳,使用上破损严重,尤其不能适应机械化洗涤的要求。第二、热稳定性差,第三、骨灰瓷烧结范围狭窄,烧成工艺难以控制,第四、多采用素烧、釉烧两次烧成,耗费能源,生产成本高。因此骨灰瓷难以象普通瓷一样被人们普遍使用。中国发明专利公报,1989年12月13日公开了一种“软质骨灰瓷及其制作方法”专利申请(公开号:CN1038077A、申请号:89101452.7),其骨灰用量仍比较高,达44-48%,该发明的主要目的是提高骨灰瓷的白度、透光度和光泽度,并改进原料的球磨方法,因此,按该专利申请制做的骨灰瓷仍存在着机械强度较低、热稳定性差、烧成范围窄、两次烧成、生产成本高等缺陷。
本发明的目的是要提供一种骨灰用量低、机械强度高、热稳定性好、烧成范围宽、一次烧成,生产成本低、既有传统骨瓷的高质量的美学外观,又有超硬质瓷的经久耐用的强化骨灰瓷。
实现本发明的目的的技术方案为:
本强化骨灰瓷其坯体的化学成分中含有SiO2、P2O5、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O,上述化学成份在瓷坯中地含量为(重量百分比):SiO260-74%、P2O52.2-11%、Al2O34-6%、CaO16-34%、MgO0.3-2%、K2O+NaO<2%,瓷坯体中晶相量占55-70%(重量百分比)、晶粒小于40μm,其中小于30μm的晶相量占瓷坯的45%以上,主要晶相为α-方石英,次晶相为β-Ca3(PO4)2,钙长石、硅灰石,石英晶粒在25μm以下,α-方石英的含量占瓷坯的20-40%,其他石英晶粒5-10%(重量百分比。
根据瓷坯的化学成份组成所采用的矿物原料组成范围为(重量百分比):骨灰或磷灰石5-25%、硅灰石5-15%、石英30-40%、石英玻璃10-20%、粘土20-25%、增塑剂1-5%、滑石1-4%。
本发明的骨灰瓷,骨灰用量较少,骨灰也可用磷灰石来替代,以降低生产成本,骨灰或磷灰石仍作为熔剂,降低瓷的烧成温度,滑石作为助熔剂,并且有助于石英向α-方石英转化,本发明中SiO2含量高,主要由石英和石英玻璃粉引入,能显著提高瓷的机械强度,在瓷的烧结过程中,提高液相粘度,有利克服骨灰瓷在共熔点附近液相急剧增加导致熔塌的现象,从而扩大瓷的烧结温度范围,石英采用石英微粉、粒度为2-6μm。石英玻璃由于其热膨胀系数小,石英玻璃粉由于高分散高均匀分布在瓷质中起缓冲作用,对提高该瓷的热稳定性起关键作用。硅灰石因其膨胀系数小,也有利提高瓷的热稳定性,又因为硅灰石晶体在瓷坯中呈针状交织,有利提高瓷的机械强度。所用增塑剂的化学成份组成为(重量百分比):SiO253-61%、Al2O311-13%、CaO1.04-3.77%、MgO3.79-5.09%、K2O+Na2O3-3.75%烧灼16-18%,其细度为:比表面积:>1000tmg,粘土的主要化学成份组成为:SiO262-68%、Al2O317-22%、K2O+Na2O<1.5%、烧灼10-12%,粘土和增塑剂增加泥料的塑性。所用矿物原料的90-95%(重量百分比)的有效粒径小于30μm,其余的小于40μm瓷的烧成温度为1220-1300℃,氧化焰中一次烧成的瓷。克服了现有骨灰瓷需要素烧和釉烧两次烧成的缺陷,本发明对干坯直接上釉一次烧成,节省了能源。
由于本发明强化骨灰瓷坯中,晶相中α-方石英的折射率为1.56,磷酸钙折射率为1.59,钙长石折射率1.58、硅灰石折射率为1.58,玻璃相折射率为1.56,这些物相的折射率都非常接近,因此透光度好。
经测试,本发明的强化骨瓷,热稳定性:180℃-20℃不裂,抗冲击强度:2-31/mm2,抗折强度>1500/mm2白度:>75°、透光度≥45%。这些技术指标优于现有的骨灰瓷。
实施例1:
配料:骨灰20%、硅灰石8%、增塑剂5%、界牌泥25%、微粉石英30%、石英玻璃10%、滑石2%(重量百分比)。骨灰采用牛骨煅烧后的料。
对配合料球磨、炼泥、成型、施釉、在1220℃-1280℃温度下,氧化焰中烧成,就可得到洁白光亮、瓷质细腻、强度高、热稳定性好的强化骨灰瓷。
实施例2:
配料:骨灰15%、硅灰石5%、增塑剂5%、界牌泥25%、微粉石英30%、石英玻璃17%、滑石3%(重量百分比)。
按实施例1中所述的工艺过程,烧成温度1240℃-1290℃。
实施例3:
配料:骨灰10%、硅灰石10%、增塑剂3%、界牌泥23%、微粉石英35%、石英玻璃15%、滑石4%。
按实施例1的工艺过程,烧成温度1250℃-1300℃。