中温高铝强化瓷的研制

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摘要 本文在高温烧成的高铝强化瓷坯体配方的基础上，加入烧滑石和骨粉（磷酸钙），得到了可以中温烧成的强化瓷，并对此进行了分析讨论。

关键词 高铝强化瓷，中温烧成

1 引 言

高铝强化瓷较软质瓷和硬质瓷具有坯体抗折强度高、耐热性能好、外观白度和色感佳的特点，从而成为日用餐具的主要用瓷。

高铝强化瓷坯料通常以高岭土、长石和工业氧化铝为主要原料，配方中Al2O3含量在30%以上，K2O+Na2O为3%～5%，其烧结温度高达1350℃以上。为降低烧成温度，可加入2%～3%的烧滑石，但也只能将温度降至1320℃左右，仍属于高温烧成。本研究通过在高铝强化瓷配方中加入一定量的骨粉（磷酸钙）和烧滑石作为助熔剂及矿化剂，使坯体的烧结温度降至1250℃左右，而且产品烧成后的外观和各项物化性能等同或优于高温烧成的强化瓷。

2 工艺过程

2.1 坯 料

以高温烧成的高铝强化瓷坯体配方为基础，分别加入1%、2%、3%、4%、5%的骨粉和烧滑石，进行正交试验。配方如下(wt%)：湖南钾长石22，河源高岭土16，紫金硅土10，龙岩高岭土洗泥45，工业氧化铝7，烧滑石2，骨粉（磷酸钙）3。

原料和坯体的化学组成分别见表1、表2。

中温强化瓷坯式：

坯料制备：按配方精确称料球磨，料、球、水配比为1:（1.18～2）:1.2，出球磨泥浆细度控制为250目，筛余量0.5～0.8%；加入龙岩高岭土洗泥，搅拌均匀，泥浆分别过140目、160目、180目、200目振动筛和3次万高斯除铁器，压滤后瓷泥含水率在25%左右。

2.2 釉 料

中温烧成强化瓷釉料化学组成如表3所示。

釉式：

2.3 烧 成

烧成窑炉：隧道窑或梭式窑

烧成气氛：氧化气氛

烧结温度：1240～1280℃

烧成曲线见下图。

3 产品的物理性能

中温烧成强化瓷与不加骨粉和烧滑石的高温烧成强化瓷的物理性能比较如表4所示。

4 分析与讨论

（1） 在高铝强化瓷坯料中加入一定量的骨粉和烧滑石，使其坯料由SiO2-Al2O3-KNaO的三元组成变成SiO2-Al2O3-KNaO-Ca(Mg)O-P2O5等多元组成，形成低共熔点，共熔后坯体液相出现的温度降低，从而起到助熔作用，使高铝强化瓷的烧结温度从1350℃降至1250℃；

（2） 经过反复试验和正交实验比较发现，同时加入3%的骨粉和2%的滑石能有效降低高铝强化瓷的烧结温度，所得烧结范围也较宽，在1240～1280℃之间，且可保持高铝强化瓷具有的各项物理性能，是最佳加入量；

（3） 在高温烧成的高铝强化瓷坯料中加入骨粉和滑石，经中温烧成之后的各项物理性能与不加时基本等同。坯体抗折强度略低，主要是坯体中液相量增多的缘故；但由骨粉引入的P2O5能与Fe2O3反应使三价Fe离子还原成低价Fe离子，提高了白度；

（4） 中温烧成强化瓷烧成温度在1250℃左右，可以采用中温钙镁锌钡釉，较之高温烧成长石釉具有釉面光亮、透明度好且釉的膨胀系数容易调整以适合坯体、坯釉结合好、釉面针孔少、热稳定性能优良的优点。

5 结 论

在高铝强化瓷坯料中引入骨粉和滑石，可将产品的烧成温度降至1250℃，降幅达100℃，既节约了能源，又延长了窑具的使用寿命，减少了烧成成本，且产品的抗折强度、热稳定性能、外观白度以及釉面质量、釉面色感等都达到或优于原高温烧成的强化瓷。