一种高铝硬质强化瓷的坯体配方及其制作工艺和应用组成比例

本发明专利技术公开了一种高铝硬质强化瓷的坯体配方及其制作工艺和应用，所述高铝硬质强化瓷的坯体配方，包括组分和重量百分数：SiO240%~50%；Al2O3 40%~50%；Fe2O3+TiO2<0.5%；CaO+MgO0.5%~2%；K2O+Na2O2%~5%。本发明专利技术研发了一种新的陶瓷配方，将传统日用瓷配方中的Al2O3含量从20%提高到40%以上，通过合理引入一种超细的氧化铝粉，平衡配方中各组份的关系，解决了由于提高Al2O3含量后配方可塑性差，烧成温度升高，体膨胀系数小等不利因素。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高铝硬质强化瓷的坯体配方及其制作工艺和应用，所述高铝硬质强化瓷的坯体配方，包括组分和重量百分数：SiO240%~50%；Al2O3 40%~50%；Fe2O3+TiO2<0.5%；CaO+MgO0.5%~2%；K2O+Na2O2%~5%。本专利技术研发了一种新的陶瓷配方，将传统日用瓷配方中的Al2O3含量从20%提高到40%以上，通过合理引入一种超细的氧化铝粉，平衡配方中各组份的关系，解决了由于提高Al2O3含量后配方可塑性差，烧成温度升高，体膨胀系数小等不利因素。【专利说明】一种高铝硬质强化瓷的坯体配方及其制作工艺和应用
本专利技术属于陶瓷材料领域，尤其是涉及一种氧化铝含量极高的硬质瓷坯体配方以及该陶瓷特殊的生产工艺流程。
技术介绍
在含铝量较高的铝质陶瓷种类中，集中在以下几个领域:(I)生物陶瓷材料，开发出与人体的骨头组织具有一定相容性的氧化铝陶瓷关节材料，推动医学的进步；(2)氧化铝陶瓷具有优良电学性能，在电子工业领域有着广阔市场；(3)在建材行业，高铝陶瓷可作为绿色建材，生产抗菌、防污、分解有害气体的环保家居用品。 目前，酒店用瓷占据着日用陶瓷消费的半壁江山。根据酒店用瓷的基本要求，需要瓷器本身具有很高的机械强度，并且釉面还具有较高的亮度及平整度，现市场上的瓷器要么具有一定的强度，但釉面不够光亮，要么具漂亮的釉面，但却不具备耐洗碗机、抗冲击性能测试的苛刻条件。诸多陶瓷公司对强化瓷进行了立项，加大投入进行高铝强化瓷的研宄。然而，因为高铝陶瓷工艺的复杂性和生产可行性，高铝陶瓷基本还没有出现在日用瓷领域中，但基于铝含量提高能给陶瓷基体带来的物理性能变化，一种新的高铝陶瓷取代目前市场上众多普通日用陶瓷只是存在技术上的问题。若高铝瓷技术得以突破，其强度高、耐撞击的优良特性必然得到市场高度认可。 专利号为03130731的专利技术专利涉及一种强化瓷及其生产工艺，特别涉及一种高硅强化瓷及其生产工艺，包括以下重量份组分:粘土 35-50、8-20Mm的二氧化硅80-90、第二弥散相1-5、和/或第三弥散相1-5。制备方法，包括以下生产工艺:将石英在900°C -1OOO0C温度下煅烧、加水碾磨、水簸过筛40目以上、30目以下，制成坯体中粒径在8-20μπι的石英颗粒。本专利技术强化瓷烧制温度低，耗能小；高硅质瓷的石英粒度易控制，胎体强度高且热稳定性好，可批量投入工业化生产的优点。 该强化瓷强化原理为高硅强化，利用石英的晶体结构以及硅氧四面体结构对瓷胎进行改良。相比高铝强化瓷，S12的键强明显比Al 203形成的莫来石晶体要弱得多，导致该专利技术的强化瓷机械强度远远不如高铝强化瓷的机械强度。
技术实现思路
本专利技术的特点改变传统日用瓷配方体系，将氧化铝含量大幅提高，同时采用高温素烧、低温釉烧的工艺制作高温硬质强化瓷。最大优势在于因该新瓷种配方中氧化铝含量极高，陶瓷胎体强度亦得到大幅提升，满足自动洗碗机机洗的苛刻要求。同时，由于该瓷器的生产工艺为高温素烧，低温釉烧，所用面釉为低膨胀的熔块釉，因而产品釉面光亮平整。该新瓷器既具有比常规硬质瓷更大的胎体强度，同时具备骨质瓷温润透亮的艺术特征，集实用性与观赏性于一身，很好的迎合日用瓷器高端消费市场，成为其它任一瓷种无法替代的陶瓷新宠。 本专利技术采用的技术方案为: 一种高铝硬质强化瓷的坯体配方，包括组分和重量百分数:S1240%~50% ； Al2O340%~50% ； Fe203+Ti02<0.5% ； CaO+MgO 0.5%~2% ； K2CHNa2O 2%~5% ；所述各组分百分含量之和为100%。 所述K2O 与 Na2O 的比例为 1:0.8~1:1。 所述Al2O3为纳米级晶粒。 进一步的，还包括有机坯体增强剂0%~1.5%。 本专利技术所述高铝硬质强化瓷的坯体的制备方法，包括步骤: A)取高岭土28%~45%，长石 30%~50%，石英 0%~10%，膨润土 0%~2%，氧化铝 15%~25%，其中，超细氧化铝加入量为10%~15% ；B)将步骤A)所述组分全部投入磨中，加水使料水比为1:1，混合球磨至要求细度，325目筛余量〈0.2% ；C)放磨过筛除铁，压滤脱水，练成泥条制得配方料。 所述制备方法中，还包括有机坯体增强剂0%~1.5%，所述有机坯体增强剂待步骤B)磨细各组分后混入。 本专利技术研发了一种新的陶瓷配方，将传统日用瓷配方中的Al2O3含量从20%提高到40%以上，通过合理引入一种超细的氧化铝粉，平衡配方中各组份的关系，解决了由于提高Al2O3含量后配方可塑性差，烧成温度升高，体膨胀系数小等不利因素，并采用高温( 1350 0C ~1400°C)素烧，低温(1120°C ~1200°C )釉烧的反传统硬质瓷制作工艺，创造出一种具有高光泽、高强度的高铝硬质瓷器。 本专利技术以超白高岭土、高纯石英、高纯超细氧化铝粉及透明长石为主要坯体材料，研发出一种适用于注浆、滚压、冲压及等静压成型的高铝瓷坯体配方，并配以低膨胀高温无铅熔块釉，采用高温素烧、低温釉烧的工艺流程制作高铝硬质强化瓷。 【具体实施方式】 —配方研宄传统日用硬质瓷Al2O3最高不超过30%，大多集中在18%~25%的区间内，配方烧成温度为1200°C ~1350°C，配方体系为典型的高岭土一长石一石英三元配方体系。其中高岭土含量在50%~70%之间，长石含量为15%~30%，石英含量15~35%。综合计算，传统配方中全部Al2O3含量最高不超过30%，其形成的莫来石晶相有限，无法使瓷胎具有很高的强度。为了使新瓷种强度大幅提升，需要改变原有的三元配方体系，引入纯Al2O3，形成高岭土一长石一石英一氧化铝四元配方体系，并利用合适的烧成曲线，增加陶瓷基体中的针状莫来石晶体含量来实现瓷胎强度的提升。 从所周知，在硬质瓷的配方体系中，随着Al2O3含量的增加，配方成熟温度也逐渐增加；并且，因为Al2O3是脊性料，不具有可塑性，当配方中引入纯Al 203时，就会削减了高岭土在配方中的比例，造成配方料可塑性变差，成型困难。基于这两个方面，传统陶瓷配方中不会单独引用纯的Al2O3粉，只靠提高高岭土的使用比例来增加Al 203组份。 为了解决高岭土一长石一石英一氧化铝四元配方的烧成温度高及可塑性差的问题，配方中引入的Al2O3含有纳米级超细铝粉。通过研宄发现，当Al2O3晶粒达到纳米级别时，其表面活性大大增加，在不使用分散剂的情况下，纳米氧化铝粉自身会团聚，结合成粒径为微米级别的假团粒。利用纳米氧化铝表面能较大、自身会团聚的性能，在陶瓷坯体配方中的具体表现即为具有很好的可塑性，从而满足了成型的需求。另一方面，因为引入的Al2O3粒径非常小，在高温烧成时，除了自身较高的活性可降烧结时所需要烧成温度外，它还能很好的与配方中的S1-CaO-Mg-K-Na液相融为一体，在充满玻璃相的媒介里，Al2O3能很好的生成针状莫来石晶体。在瓷胎中，这些针状晶体作用犹如钢筋混泥土结构里的钢筋一样，牢牢牵扯着包裹它们的介质，使基体强度得到大幅提高。 通过研宄发现，普通的Al2O3在陶瓷配方中高温烧成时能成为莫来石晶体的转化率为40%左右，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铝硬质强化瓷的坯体配方，包括组分和重量百分数：SiO2         40%~50%；Al2O3       40%~50%；Fe2O3+TiO2<0.5%；CaO+MgO   0.5%~2%；K2O+Na2O    2%~5%；所述各组分百分含量之和为100%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘权辉，孟瑞飞，
申请(专利权)人：深圳国瓷永丰源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44