一種合成硅灰石和含該合成硅灰石的蛋白瓷及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種合成硅灰石和含該合成硅灰石的蛋白瓷及其制造方法。合成硅灰石，根據(jù)硅灰石分子式CaO SiO2中的CaO與SiO2的理論重量比，使合成原料中SiO2的量過量5～30％，在燒成溫度下燒結(jié)得到合成硅灰石為含過量石英的硅灰石即CaOSiO2+SiO2，燒成后過量的石英成為游離石英。含所述合成硅灰石的蛋白瓷，該瓷化學(xué)成分中按重量百分比包括：SiO235～70％、Al2O318～58％、CaO2～20％、K2O+Na2O0.5～4.5％、ZrO20～5％、ZnO0.015～1.88％、B2O30.019～2.37％，坯料原料配比中，含所述合成硅灰石的量為3～65％，還含β-Ca2SiO4硅酸二鈣2-40％。
【專利說明】一種合成硅灰石和含該合成硅灰石的蛋白瓷及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種合成硅灰石和含該合成硅灰石的蛋白 瓷及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 硅灰石的化學(xué)分子式為CaSiO3，結(jié)構(gòu)式為Ca3 [Si3O9]，理論化學(xué)成分：Ca048. 25%、 Si0251. 75%。
[0003] 硅灰石用于陶瓷工業(yè)具有獨(dú)特的工藝性能，如使用硅灰石原料后，可以有效的減 少坯體收縮率。而且能夠降低坯體的吸濕膨脹，防止陶瓷坯體的后期干裂等。含硅灰石的 坯體還具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。引入硅灰石的坯體，在燒結(jié)過程中成熟速度加快，可以在十幾 分鐘至幾十分鐘內(nèi)使坯體成熟，大大降低了單位制品的熱損耗，日用瓷燒成周期也從過去 的90小時，下降為僅僅5小時。娃灰石最先引入到建筑材料的釉面磚述料配方中，使面磚 的燒成熱能損耗由3600大卡/公斤，下降為1850大卡/公斤制品。除釉面磚外，娃灰石原 料現(xiàn)已擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。其節(jié)能降耗的效果，已為陶瓷業(yè)界人士有目共睹。
[0004] 陶瓷級硅灰石粉在陶瓷原料中加入適量的硅灰石粉，可以大幅度降低燒成溫度， 縮短燒成時間，實(shí)現(xiàn)低溫快速一次燒成。大量節(jié)約燃料，明顯降低產(chǎn)品成本；同時提高產(chǎn)品 的機(jī)械性能、增加釉面光澤、提高胚體強(qiáng)度，進(jìn)而提高產(chǎn)品的合格率。在陶瓷原料中加入適 量的娃灰石粉，提商廣品的合格率。
[0005] 但是，自然界中純硅灰石罕見，在其形成過程中，有部分Ca被Fe、Mn、Ti、Sr等離 子部分置換而呈類質(zhì)同象體，并混有少量的Al和微量K、Na。由于硅灰石形成時的溫度、壓 力等條件不同，可能出現(xiàn)3種同質(zhì)多象體 ：
[0006] ①三斜鏈狀結(jié)構(gòu)的Tc型硅灰石，通稱低溫三斜硅灰石（a -CaSiO3);
[0007] ②單斜鏈狀結(jié)構(gòu)的ZM型副硅灰石，通稱副硅灰石（a ' -CaSiO3);
[0008] ③三斜三元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的假硅灰石，通稱假硅灰石（β -CaSiO3)。
[0009] 廣泛用作工業(yè)礦物原料的主要是低溫三斜硅灰石即Ci-CaSiO3。白色微帶灰、紅 色，玻璃光澤，熔點(diǎn)1540°C。熱膨脹系數(shù)低，在1125°C左右時可轉(zhuǎn)化為假硅灰石，這時熱膨 脹系數(shù)增加，并由于釋放出Fe、Sr等雜質(zhì)，因此顏色由白色變?yōu)槟逃蜕?、紅色或褐色。
[0010] 因此，天然硅灰石礦物原料由于存在以上所述缺陷，在作為陶瓷原料時，由于原料 中雜質(zhì)太多，含鐵〇. 8%以上，鈦0. 2%以上，錳0. 1 %以上，還含有螢石（氟化鈣），會影響 瓷質(zhì)白度和透光度，并使瓷的燒結(jié)溫度范圍太窄（不能超過KTC溫度范圍），使溫度控制 難，導(dǎo)致產(chǎn)品熱穩(wěn)定性差，自然開裂，機(jī)械強(qiáng)度低，產(chǎn)品外觀顏色發(fā)灰或發(fā)黃，達(dá)不到日用瓷 的使用要求，用作高檔日用瓷的成品率低，只能用于建筑瓷（如地面磚）。如要對天然硅灰 石礦物原料除去雜質(zhì)，使其達(dá)到日用瓷級原料要求難度大，會使成本大幅升高。這樣就嚴(yán)重 影響了硅灰石礦物原料在高檔瓷中的使用。
[0011] 特別需要提出的是自然界不存在P-Ca2SiO4W-硅酸二鈣）穩(wěn)定相純礦， β -Ca2SiO4是最有用最廉價的增韌劑，能提高瓷器的強(qiáng)度和克服脆性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中天然硅灰石中存在的上述不足之 處，提供一種雜質(zhì)少、純度高并含有過量石英的合成硅灰石和含該合成硅灰石的蛋白瓷及 其制造方法。用該合成的硅灰石與其他原料制造的該蛋白瓷燒成溫度低，耗能少，白度高， 機(jī)械強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性好，廣受歡迎的高檔日用瓷。
[0013] 解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0014] -種合成娃灰石，根據(jù)娃灰石分子式CaOSiO2中的CaO與SiO2的理論重量比，使合 成原料中SiO 2的量過量5?30%，在燒成溫度下燒結(jié)得到合成硅灰石為含過量石英的硅灰 石即Ca0Si02+Si0 2，燒成后過量的石英成為游離石英。
[0015] 優(yōu)選的是，所述含過量石英的硅灰石Ca0Si02+Si02為合成原料包括石英35? 55%，石灰石或方解石40?60%，礦化劑0. 5?5%，合成原料中SiO2的量過量5?30%， 在燒成溫度1200-126(TC下燒結(jié)所得。
[0016] 進(jìn)一步優(yōu)選的是，合成原料中所述的礦化劑為硼酸鋅（2Ζη0 · 3B203 · 3. 5H20)，燒 成后該合成硅灰石的化學(xué)成分的重量百分比為：Si025 3?67%、Ca027?46%、Zn00. 30? 2. 69%、B2O3O. 37 ?3. 38%。
[0017] 一種以上所述的合成硅灰石的制造方法：
[0018] 按重量百分比將原料石英35?55%，石灰石或方解石40?60%，礦化劑0. 5? 5%，另外還可加入膨潤劑0. 2-0. 3%混合均勻，其中石英和石灰石或方解石的用量根據(jù)硅 灰石分子式CaOSiO2中的CaO與SiO 2的理論重量比，使合成原料中SiO2的量過量5?30%， 之后放入球磨機(jī)中球磨成細(xì)度為250-350目的料漿，然后過篩吸鐵，壓濾，脫水成榨餅，再 進(jìn)行煅燒，燒成溫度1200?1260°C，燒成時間：3?5小時，冷卻得到所需的含過量石英5? 30 %的合成硅灰石。
[0019] 優(yōu)選的是，所述的膨潤劑為黃原膠，原料混合料在球磨機(jī)中球磨的細(xì)度為過250 目篩。
[0020] 優(yōu)選的是，所述進(jìn)行煅燒是在氧化焰下燒成。
[0021] 如上所述，合成生成物是硅灰石小塊料，這樣燒成溫度1200°C?1260°C，時間只 有3?5小時，容易合成。干粉小塊狀的生成物容易用作制瓷的料，符合16小時球磨達(dá)到 過250目篩的述料,沒有任何麻煩。
[0022] 本發(fā)明制得的合成硅灰石白度可達(dá)80?98度，而天然硅灰石的白度只有50?65 度。由于在合成硅灰石中存在過量的石英5?30%。合成后，過量的石英成為游離石英。 用本發(fā)明合成硅灰石用作陶瓷原料時，合成硅灰石中的過量的游離石英在坯體中起骨架作 用，與純硅灰石相比能擴(kuò)大含合成硅灰石的瓷的燒成范圍30%，即將原來瓷的燒成溫度范 圍由KTC擴(kuò)寬到50°C，并能使含有該合成硅灰石質(zhì)瓷不粘匣缽。
[0023] -種含以上所述合成硅灰石的蛋白瓷，該瓷化學(xué)成分中按重量百分比包括： Si0235 ?70 %、Al20318 ?58 %、Ca02 ?20 %、K2CHNa2OO. 5 ?4. 5 %、ZrO2O ?5 %， ZnOO. 015?1. 88%、B2O3O. 019?2. 37%，坯料原料配比中，含以上所述合成硅灰石即含過 量石英的硅灰石的量為3?65%，還含P-Ca2SiO 4-酸二鈣2?40%。還可外加黃原膠 0?1% ; P-Ca2SiO4硅酸二鈣具有增韌劑的作用，并同時具有成瓷作用。
[0024] 優(yōu)選的是，坯料的原料配比中所述的P-Ca2SiO4-酸二鈣是按下面所述原料合 成：
[0025] 首先，根據(jù)硅灰石分子式CaOSiO2中的CaO與SiO2的理論重量比，確定合成原料中 石灰石或方解石和石英的用量，將這兩種原料混合均勻后，在1360?1400°C燒成溫度下燒 成，得到合成的CaSiO 3,即娃灰石；
[0026] 再將CaSiO3加 CaSiO3的摩爾數(shù)的0. 5?1. 5 %的礦化劑B2O3 -起磨成粉末，在 1280?1320°C下燒成得到穩(wěn)定的β -Ca2SiO4即β -2Ca0 · SiO2W -硅酸二鈣）。
[0027] 優(yōu)選的是，合成原料中石灰石或方解石和石英原料為過250目篩的粉料。
[0028] 優(yōu)選的是，CaSiO3和礦化劑B2O3 -起磨成的粉末過120目篩。
[0029] 優(yōu)選的是，坯料的原料配比中按重量百分比包括：以上所述的合成硅灰石3? 65%、P-Ca 2SiO4-酸二鈣2-40 %、粘土 25?40 %、長石0?30 %、工業(yè)氧化鋁粉即 a -Al2O3O?50%、石英0?40%、氧化鋯粉0?2%、骨炭0?20%。
[0030] 優(yōu)選的是，所述的粘土采用高嶺土、蒙脫石，其中高嶺土占原料配方中總量的 20?40%、蒙脫石占原料配方中總量的0?10%。
[0031] 一種含以上所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法，包括：
[0032] 按以上所述的制造合成硅灰石方法合成硅灰石：其合成原料配比包括石英35? 55 %，石灰石或方解石40?60 %，礦化劑0. 5?5 %，其中石英和石灰石或方解石的用量根 據(jù)硅灰石分子式CaOSiO2中的CaO與SiO2的理論重量比，使合成原料中SiO 2的量過量5? 30% ；
[0033] 優(yōu)選的是，還包括膨潤劑0. 2?0. 3% ;
[0034] 按蛋白瓷化學(xué)成分中重量百分比計(jì)包括：Si023 5?70%、Α120318?58%、Ca02? 20%、K20+Na 200. 5 ?4. 5%、Zr020 ?5%、ΖηΟΟ· 015 ?1. 88%、Β2030· 019 ?2. 37%的要求， 確定原料配比，坯料中，含以上所述合成硅灰石，其量為3?65%，還含β -Ca2SiO4硅酸二 鈣2?40 %作增韌劑或/和成瓷原料；
[0035] 將稱取的原料按常規(guī)工藝過程球磨，過篩，吸鐵，壓濾、真空練泥、成型，干燥；
[0036] 施釉：對干燥后的坯體施釉；
[0037] 燒成，在1150?1260°C下成瓷一次性燒成，時間：3?5小時，得到蛋白瓷。
[0038] 或干燥后燒成，在1100?1160°C素?zé)纱桑瑫r間：3?4小時，然后對胚胎拋光施 釉，再釉燒，釉燒溫度1100?1120°c ;時間：3?4小時，得到蛋白瓷。
[0039] 優(yōu)選的是，所述的作為增韌劑或/和成瓷原料的β -Ca2SiO4硅酸二鈣是按下述合 成方法所制得：
[0040] 合成原料按硅灰石分子式CaOSiO2中的CaO與SiO2的理論重量比，確定合成原料 中石灰石或方解石和石英的用量，將這兩種原料按重量比配方球磨到細(xì)度過250目，然后 煅燒，在l〇〇〇°C前以2?4°C /分速度升溫，當(dāng)超過1000°C后，升溫速度9?11°C /分，到 1360-1400°C燒成溫度下燒成，保溫1. 5?2. 5小時，這樣合成了占90%以上的CaSiO3即硅 灰石；
[0041] 再將CaSiO3加 CaSiO3的摩爾數(shù)的0. 5?1%礦化劑B2O3干磨3?5小時粉末過 120目篩，然后以6?8°C /分的升溫速度加溫至1280?1320°C下燒成，保溫0. 5?1. 5小 時合成為粉末狀的穩(wěn)定的P-Ca2SiO4硅酸二鈣。
[0042] 優(yōu)選的是，按確定的蛋白瓷化學(xué)成分確定坯料中的原料配方按重量百分比包括： 所述的合成硅灰石3?65 %、β -Ca2Si042?40 %、粘土 25?40 %、長石0?30 %、工業(yè)氧 化鋁粉即a -Al2O3O?50%、石英5?40%、氧化鋯粉0?2%、骨炭0?20%，所述粘土 25?40 %是膨潤土占10%，其余可為高嶺土。
[0043] 優(yōu)選的是，對坯體施釉所用的釉料是融化熔塊釉，所述的融化熔塊釉的原料包括 熔塊和高嶺土，其中熔塊的原料組成按重量百分比包括：硼酸5?15%、硼砂1?5%、方解 石10?20%、煅燒滑石1?5%、氧化鋅8?15%、石英砂15?25%、鉀長石35?55%, 其熔化溫度為1400?1450°C，水淬后得到熔塊；所述的融化熔塊釉的原料組成按重量百分 比包括：熔塊85?90%、高嶺土 10?15%，將原料球磨至細(xì)度過250目篩，該熔化釉始熔 溫度為l〇〇〇°C，流展溫度（使用溫度）為1050?1260°C，熱膨脹系數(shù)6. 2*10_6/°C。
[0044] 本發(fā)明所制得的蛋白瓷經(jīng)測試，機(jī)械強(qiáng)度高，抗沖擊強(qiáng)度可達(dá)4?6kg/cm2 (-般 普通日用瓷為1. 5?I. 8kg/cm2)，熱穩(wěn)定性高：產(chǎn)品由180-200°C至20°C冷水中急冷急熱不 炸瓷（合格），從l〇〇〇°C爐中取出放置常溫水泥地板上不炸；透光度30?50%，白度80? 90度，由于其白度與煮熟的蛋白一樣白，因此稱為蛋白瓷。由于本發(fā)明的蛋白瓷使用的原 料中有含過量石英的合成硅灰石使燒成溫度為1100?1260°C，燒成溫度明顯低于普通日 用瓷，合成硅灰石中游離石英的存在，燒成時燒結(jié)溫度范圍比較寬（可達(dá)50°C左右），有利 于燒成時對溫度的控制，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到 50%。由于硅灰石具有熔劑的作用，因此，本發(fā)明的蛋白瓷的制作原料中不加長石也能燒結(jié) 成高檔硬質(zhì)日用瓷。

【具體實(shí)施方式】
[0045] 下面介紹本發(fā)明合成硅灰石及其制造方法的非限定具體實(shí)施例，以及使用含該合 成硅灰石作為原料的蛋白瓷及其制造方法的非限定具體實(shí)施例。各實(shí)施例中所選用原料的 化學(xué)成分見表1。
[0046] 實(shí)施例1 :
[0047] -種合成硅灰石，按原料配比（按重量百分比）石英40%，石灰石55%，礦化劑 5%，礦化劑為硼酸鋅，來稱取原料。將原料混合均勻后放入球磨機(jī)中球磨成細(xì)度為過300 目篩的料漿，然后過篩吸鐵，壓濾，脫水成榨餅，再進(jìn)行煅燒，氧化焰下燒成溫度1200? 1260°C，燒成時間：4. 5時，自然冷卻得到所需的含有游離石英的合成硅灰石。游離石英在 合成娃灰石中占13. 08 %。
[0048] 所制得的合成硅灰石白度達(dá)98度。
[0049] 實(shí)施例2 :
[0050] -種合成硅灰石，按原料配比（按重量百分比）石英38%，石灰石60%，礦化劑硼 酸鋅1. 8%，膨潤劑黃原膠0. 2 %來稱取原料。將原料混合均勻后放入球磨機(jī)中球磨成細(xì) 度為過250目篩的料漿，然后過篩吸鐵，壓濾，脫水成榨餅，再進(jìn)行煅燒，氧化焰下燒成溫度 1200?1260°C，燒成時間：4小時，自然冷卻得到所需的含有游離石英的合成硅灰石。游離 石英在合成娃灰石中占6. 88 %。
[0051] 所制得的合成硅灰石白度達(dá)95度。
[0052] 實(shí)施例3 :
[0053] 一種合成硅灰石，按原料配比（按重量百分比）石英51. 5%，方解石47. 7%，礦化 劑硼酸鋅〇. 5%，膨潤劑黃原膠0. 3%，來稱取原料。將原料混合均勻后放入球磨機(jī)中球磨 成細(xì)度為過350目篩的料漿，然后過篩及鐵，壓濾，脫水成榨餅，再進(jìn)行煅燒，氧化焰下燒成 溫度1200?1260°C，燒成時間：5小時，自然冷卻得到所需的含有游離石英的合成硅灰石。 游離石英在合成硅灰石中占29. 84%。
[0054] 所制得的合成硅灰石白度達(dá)90度。
[0055] 實(shí)施例4 :
[0056] -種含以上實(shí)施例1中合成娃灰石的蛋白瓷：?料中的原料配方包括（按重量 百分比）：實(shí)施例1中所述的合成硅灰石18%、P-Ca 2SiO4(即β-硅酸二鈣）2%、高嶺土 40%、長石10%、工業(yè)氧化鋁粉即a -Al2O3IO^i、石英20%
[0057] 含以上所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法，包括：
[0058] 按以上實(shí)施例1中的方法制造合成硅灰石；
[0059] 按以下方法制備β _Ca2Si04(即β -硅酸二鈣）合成物：
[0060] 合成原料按硅灰石分子式Ca0Si02中的CaO與SiO2的理論重量比，確定合成原料 中石灰石或方解石和石英的用量，
[0061] 原料：石灰石或方解石石英
[0062] 摩爾比：2:1
[0063] 重量比：307. 5 :100
[0064] 按重量比配方球磨細(xì)度過250目篩，然后煅燒，在KKKTC前以2?4°C /分速度升 溫，當(dāng)超過KKKTC后，升溫速度9?11°C /分，到1320-1360°c燒成溫度下燒成，保溫1. 5? 2. 5小時，這樣合成了占90%以上的CaSiO3 ;
[0065] 再將CaSiO3加 CaSiO3的摩爾數(shù)的0. 5?1 %礦化劑B2O3干磨3?5小時，粉末過 120目篩，然后以6?8°C /分的升溫速度加溫至1280?1320°C下燒成，保溫0. 5?1. 5小 時合成得粉末狀的穩(wěn)定的礦物，經(jīng)檢測該礦物為β -Ca2SiO4 ( β -硅酸二鈣）。
[0066] 按上面確定的蛋白瓷坯料中原料配比（按重量百分比）：所述的合成硅灰石 18 %、上面制備的0-Ca2SiO42 %，高嶺土 30 %、膨潤土 10%、長石10 %、工業(yè)氧化鋁粉即 a -AI2O3IO1^a石英20%稱取原料；
[0067] 將稱取的原料按常規(guī)工藝過程球磨，過篩，吸鐵，壓濾、真空練泥、成型，干燥；
[0068] 施釉：對坯施釉；施釉所用的釉料是融化熔塊釉，其中熔塊的配方為：硼酸8%、 硼砂3 %、方解石14 %、煅燒滑石2 %、氧化鋅8 %、石英砂20 %、鉀長石45 %，其熔化溫度 為1400?1450°C，水淬后得到熔塊；所述的融化熔塊釉的原料組成按重量百分比為：熔塊 88%、高嶺土 12%，將原料球磨細(xì)度至過250目篩，該熔化釉的始熔溫度為1000°C，流展溫 度（使用溫度）為1050-1260°C，熱膨脹系數(shù)6. 2*10_6/°C ;
[0069] 裝燒：坯釉一次性成瓷燒成，在梭式窯中在1200?1260°C下進(jìn)行成瓷燒成，燒成 時間為：4_5小時；得到所需的1?級蛋白瓷。
[0070] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為硬質(zhì)瓷，經(jīng)測試，抗沖擊強(qiáng)度> 4kg/cm2,熱穩(wěn)定性高： 產(chǎn)品由200°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格），從1000°C爐中取出放置常溫水泥地板 上不炸；透光度35%，白度85度，其白度與煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒成溫 度為1200?1260°C，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到50% 以上。
[0071] 實(shí)施例5:
[0072] -種含以上實(shí)施例1中合成硅灰石的蛋白瓷：坯料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述的合成硅灰石37%、β -Ca2SiO4硅酸二鈣3% (作增韌劑）、高嶺土 30%、膨潤 土10%、工業(yè)氧化鋁粉即〇^120320%。
[0073] 含以上所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法，包括：
[0074] 按以上實(shí)施例1中的方法制造合成硅灰石，
[0075] 按以上實(shí)施例4中的方法制備β _Ca2Si04(即β -硅酸二鈣）合成物；
[0076] 按上面確定的蛋白瓷坯料中原料配方（按重量百分比）：所述的合成硅灰石37%、 β -Ca2SiO4硅酸二鈣3%、高嶺土 30%、膨潤土 10%、工業(yè)氧化鋁粉即α -Al20320%稱取原 料；
[0077] 將稱取的原料按常規(guī)工藝過程球磨，過篩，吸鐵，壓濾、真空練泥、成型，干燥；
[0078] 施釉：所用釉料與實(shí)施例4中相同；
[0079] 裝燒：在梭式窯中在1200?1250°C下進(jìn)行一次成瓷燒成，燒成時間為：3_4小時； 得到所需的蛋白瓷。
[0080] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為強(qiáng)化瓷，經(jīng)測試，抗沖擊強(qiáng)度> 5kg/cm2,熱穩(wěn)定性高： 產(chǎn)品由200°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格），從1000°C爐中取出放置常溫水泥地板 上不炸；透光度45%，白度85度，其白度與煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒成溫 度為1200?1250°C，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到50% 以上。
[0081] 實(shí)施例6:
[0082] 一種含以上實(shí)施例1中合成硅灰石的蛋白瓷：坯料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述的合成硅灰石10%、P-Ca 2SiO4-酸二鈣4%、高嶺土 30%、膨潤土 10%、工業(yè) 氧化鋁粉即α_Α120330%、鉀長石16%。
[0083] 含以上實(shí)施例1中所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法和所用釉料與實(shí)施例4基 本相同，所不同的是裝燒：在1220?1260°C下對施釉后的坯體進(jìn)行一次性成瓷燒成，燒成 時間為：4?4. 5小時，得到所需的蛋白瓷。
[0084] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為強(qiáng)化瓷，經(jīng)測試，抗沖擊強(qiáng)度可達(dá)6kg/cm2,熱穩(wěn)定性 高：產(chǎn)品由220°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格），從1000°C爐中取出放置常溫水泥地 板上不炸；透光度45%，白度90度，其白度與煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒 成溫度為1220?1260°C，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到 40%。
[0085] 實(shí)施例7 :
[0086] -種含以上實(shí)施例2中合成娃灰石的蛋白瓷：?料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述的合成硅灰石65%、P-Ca2SiO 4-酸二鈣5%、高嶺土 18%、膨潤土 10%、氧化 鋯粉2%，外加黃原膠0.6。
[0087] 含以上實(shí)施例2所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法與實(shí)施例4基本相同，所不 同的是：燒成是二次燒成，即坯體干燥后施釉前，先坯燒：在梭式窯中在1100?1160°c、還 原焰下對坯胎進(jìn)行了燒成，燒成時間為：3小時；素?zé)纱珊笕缓髮ε黧w拋光、噴釉，所用釉 料是融化熔塊釉，其中熔塊的配方為：硼酸5%、硼砂5%、方解石10%、煅燒滑石5%、氧化 鋅15%、石英砂25%、鉀長石35%，其熔化溫度為1400?1450°C，水淬后得到熔塊；所述的 融化熔塊釉的原料組成按重量百分比為：熔塊90%、高嶺土 10%，將原料球磨細(xì)度至過250 目篩；噴釉后再進(jìn)行釉燒，釉燒是在1050°C氧化焰下對產(chǎn)品進(jìn)行釉燒，時間：2. 5小時，得到 所需的高檔蛋白瓷。
[0088] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為強(qiáng)化瓷，經(jīng)測試，抗沖擊強(qiáng)度> 4kg/cm2,熱穩(wěn)定性高： 產(chǎn)品由200°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格），從1000°C爐中取出放置常溫水泥地板 上不炸；透光度45%，白度80度，其白度與煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒成 溫度為1100?1160°C，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到 60%。
[0089] 實(shí)施例8 :
[0090] -種含以上實(shí)施例2中合成娃灰石的蛋白瓷：?料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述的合成硅灰石8%、P-Ca 2SiO4-酸二鈣2%、高嶺土 20%、膨潤土 10%、石英 40 %、工業(yè)氧化鋁粉10 %、長石10%。
[0091] 含以上實(shí)施例2中所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法和所用釉料與實(shí)施例4基 本相同，在述體干燥施釉后，述釉一次成瓷燒成溫度是在1200?1260°C下一次成瓷燒成， 燒成時間為：4_5小時；得到所需的蛋白瓷。
[0092] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為強(qiáng)化瓷，經(jīng)測試，抗沖擊強(qiáng)度> 4. 5kg/cm2,熱穩(wěn)定性 高：產(chǎn)品由200°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格），從1000°C爐中取出放置常溫水泥地 板上不炸；透光度35%，白度82度，其白度與煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒 成溫度為1200?1260°C，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到 50%。
[0093] 實(shí)施例9 :
[0094] -種含以上實(shí)施例3中合成娃灰石的蛋白瓷：?料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述的合成硅灰石27%、P-Ca 2SiO4-酸二鈣3%、煅燒高嶺土 30%、膨潤土 10%、 生高嶺土 30%。
[0095] 含以上實(shí)施例3中所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法和所用釉料與實(shí)施例4基 本相同，所不同的是坯釉一次成瓷燒成溫度是：在1150?1200°C下一次成瓷燒成，燒成時 間為：4_5小時；得到所需的蛋白瓷。
[0096] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷經(jīng)測試，抗沖擊強(qiáng)度> 4kg/cm2,熱穩(wěn)定性高：產(chǎn)品由 200°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格），從1000°C爐中取出放置常溫水泥地板上不炸； 透光度40%，白度85度，其白度與煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒成溫度為 1150?1200°C，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到50%。
[0097] 以下幾個實(shí)施例是含實(shí)施例3中合成硅灰石和骨炭原料制作的蛋白瓷，是一 種骨質(zhì)瓷：坯料中的原料配方包括（按重量百分比）：所述的合成硅灰石3?48%、 β -Ca2Si042?5%、骨炭5?20%、高嶺土 20?30%、蒙脫石5?10%、鉀長石5?30%、 石英5?15%。具體實(shí)施例如下：
[0098] 實(shí)施例10 :
[0099] -種含以上實(shí)施例3中合成娃灰石的蛋白瓷：?料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述的合成硅灰石18 %、β -Ca2Si042 %、骨炭20 %、高嶺土 30 %、蒙脫石10 %、鉀長 石15%>石英5%〇
[0100] 含以上實(shí)施例3中所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法與實(shí)施例4基本相同，所 不同的是燒成是二次燒成，即坯體干燥后施釉前，先坯燒：在1240?1260°C下對坯體進(jìn)行 了燒成，燒成時間為：6小時，;然后對素?zé)蟮呐黧w拋光噴釉，所用釉料是融化熔塊釉，其中 熔塊的配方為：硼酸15%、硼砂1%、方解石10%、煅燒滑石1%、氧化鋅8%、石英砂15%、 鉀長石50%，其熔化溫度為1400?1450°C，水淬后得到熔塊；所述的融化熔塊釉的原料組 成按重量百分比為：熔塊85%、高嶺土 15%，將原料球磨細(xì)度至過250目篩；噴釉后再進(jìn)行 釉燒，釉燒是在ll〇〇°C氧化焰下對產(chǎn)品進(jìn)行釉燒，時間：4小時，得到所需的蛋白瓷。
[0101] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為骨質(zhì)瓷，經(jīng)測試，抗沖擊強(qiáng)度可達(dá)4kg/cm2,熱穩(wěn)定性 高：產(chǎn)品由180°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格），從1000°C爐中取出放置常溫水泥地 板上不炸；透光度35%，白度80度，其白度與煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒 成溫度為1240?1260°C，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到 40%。
[0102] 實(shí)施例11 :
[0103] -種含以上實(shí)施例3中合成娃灰石的蛋白瓷：?料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述實(shí)施例3中的合成硅灰石46 %、β-Ca2Si044%、骨炭5 %、高嶺土 25 %、蒙脫石 5%、鉀長石5%、石英10%。
[0104] 含以上所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法和所用釉料與實(shí)施例4基本相同，所 不同的是：在坯體干燥施釉后坯釉一次成瓷燒成，燒成溫度是：1120?1180°C，氧化焰下對 坯體進(jìn)行燒成，燒成時間為：4小時；得到所需的蛋白瓷。
[0105] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為骨質(zhì)瓷，經(jīng)測試，抗沖擊強(qiáng)度> 4kg/cm2,熱穩(wěn)定性高： 產(chǎn)品由180°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格），從1000°C爐中取出放置常溫水泥地板 上不炸；透光度50%，白度90度，其白度與煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒成溫 度為1120?1180°C，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到60 % 以上。
[0106] 實(shí)施例12 :
[0107] 一種含以上實(shí)施例3中合成硅灰石的蛋白瓷：坯料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述的合成硅灰石8%、i3-Ca2Si045%、骨炭8%、高嶺土 22%、蒙脫石5%、鉀長石 10%、α-Α120322%、石英 20%。
[0108] 含以上所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法和所用釉料與實(shí)施例4基本相同，所 不同的是：在坯體干燥施釉后一次性成瓷燒成溫度為1180°C。
[0109] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為骨質(zhì)瓷，經(jīng)測試，抗沖擊強(qiáng)度> 5. 5kg/cm2,熱穩(wěn)定性 高：產(chǎn)品由200°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格），從1000°C爐中取出放置常溫水泥地 板上不炸；透光度45%，白度80度，其白度與煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒 成溫度為1180°C，與需1350°C及以上的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到60%以 上。
[0110] 以下2個實(shí)施例是含實(shí)施例3中合成硅灰石和具有較高β -Ca2SiO4礦物料制作的 蛋白瓷。
[0111] 實(shí)施例13 :
[0112] -種含以上實(shí)施例3中合成娃灰石的蛋白瓷：?料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述的合成硅灰石3%、0-Ca 2SiO44O%、長石10%、α-Α120310%、高嶺土 37%。
[0113] 含以上所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法和所用釉料與實(shí)施例4基本相同，所 不同的是：在坯體干燥施釉后一次性成瓷燒成溫度為1200?1250°C，弱還原焰下燒成時間 為：4小時；得到所需的蛋白瓷。
[0114] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為羊脂玉色，有非常強(qiáng)的玉潤感，是一種寶石瓷，經(jīng)測 試，抗沖擊強(qiáng)度> 6kg/cm2，熱穩(wěn)定性高：產(chǎn)品由220°C至20°C冷水中急冷急熱不裂（合格）， 從1000°C爐中取出放置常溫水泥地板上不炸；透光度45%，白度85度，其白度與煮熟的蛋 白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒成溫度為1200?1250°C，與需1350°C及以上的燒成溫 度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到40 %。
[0115] 實(shí)施例14:
[0116] -種含以上實(shí)施例3中合成娃灰石的蛋白瓷：?料中的原料配方包括（按重量百 分比）：所述的合成硅灰石3%、0-Ca 2SiO43O%、長石15%、α-Α120315%、高嶺土 37%。
[0117] 含以上所述合成硅灰石的蛋白瓷的制造方法和所用釉料與實(shí)施例4基本相同，所 不同的是：在坯體干燥施釉后一次性成瓷燒成溫度為：1180?1220°C，弱還原焰下燒成時 間為：4小時；得到所需的蛋白瓷。
[0118] 本實(shí)施例所制得的蛋白瓷為羊脂玉色，有非常強(qiáng)的玉潤感，是一種寶石瓷，經(jīng)測 試，抗沖擊強(qiáng)度彡6kg/cm 2,熱穩(wěn)定性高：產(chǎn)品由180?200°C至20°C冷水中急冷急熱不裂 (合格），從l〇〇〇°C爐中取出放置常溫水泥地板上不炸；透光度45%，白度85度，其白度與 煮熟的蛋白一樣白。由于本發(fā)明的蛋白瓷燒成溫度為1180?1220°C，與需1350°C及以上 的燒成溫度的普通日用瓷相比，節(jié)能可以達(dá)到45%以上。
[0119] 以上所有一次性成瓷燒成的實(shí)施例都可以按二次燒成工藝制瓷，即坯體干燥后施 釉前，先進(jìn)行成瓷素?zé)?，然后對素?zé)蟮呐黧w拋光、噴釉，所用釉料都可以與實(shí)施例4相同， 再進(jìn)行釉燒，在1050°C氧化焰下進(jìn)行釉燒，可制造出高檔日用瓷。
[0120] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種合成娃灰石，其特征在于根據(jù)娃灰石分子式Ca0Si02中的CaO與Si0 2的理論重 量比，使合成原料中Si02的量過量5?30%，在燒成溫度下燒結(jié)得到合成硅灰石為含過量 石英的硅灰石即Ca0Si02+Si02，燒成后過量的石英成為游離石英。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成硅灰石，其特征在于所述含過量石英的硅灰石 Ca0Si02+Si02為合成原料包括石英35?55%，石灰石或方解石40?60%，礦化劑0. 5? 5%，合成原料中Si02的量過量5?30%，在燒成溫度1200-1260°C下燒結(jié)所得。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成硅灰石，其特征在于合成原料中所述的礦化劑為2Zn03 B2033. 5H20,燒成后該合成硅灰石的化學(xué)成分的重量百分比為：Si025 3?67 %、Ca027? 46 %、ZnOO. 30 ?2. 69 %、B2030. 37 ?3. 38 %。
4. 一種權(quán)利要求1?3之一所述的合成娃灰石的制造方法： 按重量百分比將原料石英35?55 %，石灰石或方解石40?60 %，礦化劑0. 5?5 %，另 外還加入膨潤劑0. 2-0. 3%混合均勻，其中石英和石灰石的用量根據(jù)硅灰石分子式Ca0Si02中的CaO與Si02的理論重量比，使合成原料中Si02的量過量5?30%，之后放入球磨機(jī)中 球磨成細(xì)度為250?350目的料漿，然后過篩吸鐵，壓濾，脫水成榨餅，再進(jìn)行煅燒，燒成溫 度1200?1260°C，燒成時間：3?5小時，冷卻得到含過量石英5?30%合成硅灰石。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的合成硅灰石的制造方法，其特征在于所述的膨潤劑為黃原 膠，原料混合料在球磨機(jī)中球磨的細(xì)度為過250目篩，所述進(jìn)行煅燒是在氧化焰下燒成。
6. -種蛋白瓷，其特征在于該瓷坯料原料配比中，含權(quán)利要求1?3之一所述合成硅灰 石即含過量石英的硅灰石的量為3?65%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蛋白瓷，其特征在于坯料的原料配比中還含 3 -Ca2Si042-40%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的蛋白瓷，其特征在于該瓷化學(xué)成分中按重量百分比包 括：Si0235 ?70 %、Al20318 ?58 %、Ca02 ?20 %、K20+Na200. 5 ?4. 5 %、Zr020 ?5 %、 ZnOO. 015 ?1. 88%、B2030. 019 ?2. 37%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的蛋白瓷，其特征在于坯料的原料配比中所述的@{#104是 按由下面所述原料合成： 首先，根據(jù)硅灰石分子式Ca0Si02中的CaO與Si02的理論重量比，確定合成原料中石灰 石或方解石和石英的用量，將這兩種原料混合均勻后，在1320?1360°C燒成溫度下燒成， 得到合成的CaSi03，即娃灰石； 再將合成的CaSi03加CaSi03的摩爾數(shù)的0. 5?1. 5%的礦化劑B203 -起磨成粉末，在 1280?1320°C下燒成所得到穩(wěn)定的@ _Ca2Si04即@ -2Ca0Si02。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的蛋白瓷，其特征在于坯料的原料配比中按重量百分比包括： 權(quán)利要求1?3之一所述的合成硅灰石3?65 %、0 -Ca2Si042-40 %、粘土 25?40 %、長石 0?30%、工業(yè)氧化鋁粉即a -A12030?50%、石英0?40%、氧化鋯粉0?2%、骨炭0? 20%。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的蛋白瓷，其特征在于粘土采用高嶺土、蒙脫石，其中高嶺土 占原料配方中總量的20?40%、蒙脫石占原料配方中總量的0?10%。
12. -種蛋白瓷的制造方法，包括： 按權(quán)利要求4?6之一所述的方法制造合成硅灰石：其合成原料配比包括石英35? 55 %，石灰石或方解石40?60 %，礦化劑0. 5?5 %，其中石英和石灰石或方解石的用量根 據(jù)硅灰石分子式Ca0Si02中的CaO與Si02的理論重量比，使合成原料中Si02的量過量5? 30% ； 按蛋白瓷化學(xué)成分中以重量百分比計(jì)包括：Si023 5?70%、Al20318?58%、Ca02? 20%、K20+Na200. 5 ?4. 5%、Zr020 ?5%、ZnOO. 015 ?1. 88%、B2030. 019 ?2. 37%的要求， 確定原料配比，坯料中，含以上所述合成硅灰石，其量為3?65%，還含0-Ca2SiO42-4O% ; 外加黃原膠〇?1% ; 將稱取的原料按常規(guī)工藝過程球磨，過篩，吸鐵，壓濾、真空練泥、成型，干燥； 施釉：對干燥后的坯體施釉； 燒成：在1150?1260°C下成瓷一次性燒成，時間：3?5小時，得到高級蛋白瓷： 或干燥后燒成，在1100?1160°C素?zé)纱?，時間：3?4小時，然后對胚胎拋光施釉，再 釉燒，釉燒溫度1100?1120°C ;時間：3?4小時，得到蛋白瓷。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的蛋白瓷的制造方法，其特征在于所述的0-Ca2SiO4是按下 述合成方法所制得： 合成原料根據(jù)硅灰石分子式Ca0Si02中的CaO與Si02的理論重量比，確定合成原料中 石灰石或方解石和石英的用量，按重量比配方球磨細(xì)度過250目，然后煅燒，在1000°C前以 2?4°C /分速度升溫，當(dāng)超過KKKTC后，升溫速度9?11°C /分，到1320-1360°C燒成溫度 下燒成，保溫1. 5?2. 5小時，這樣合成了占90%以上的CaSi03 ; 再將0&5103粉末加0&5103的摩爾數(shù)的0.5?1.5%礦化劑氏0 3干磨3?5小時過120 目篩，然后以6?8°C /分的升溫速度加溫至1280?1320°C下燒成，保溫0. 5?1. 5小時 合成為穩(wěn)定的P-Ca2Si04。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的蛋白瓷的制造方法，其特征在于制造合成硅灰石的合成原 料配比中還包括膨潤劑0. 2?0. 3%。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12-14之一所述的蛋白瓷的制造方法，其特征在于按確定的蛋白 瓷化學(xué)成分確定坯料中的原料配方按重量百分比包括：所述的合成硅灰石3?65%、 3-〇3251042?40%、粘土25?40%、長石0?30%、工業(yè)氧化鋁粉即〇41 2030?50%、 石英5?40%、氧化鋯粉0?2%、骨炭0?20%，所述粘土 25?40%是膨潤土占10%，其 余可為高嶺土。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的蛋白瓷的制造方法，其特征在于對坯體施釉所用的釉料是 融化熔塊釉，所述的融化熔塊釉的原料包括熔塊和高嶺土，其中熔塊的原料組成按重量百 分比包括：硼酸5?15%、硼砂1?5%、方解石10?20%、煅燒滑石1?5%、氧化鋅8? 15%、石英砂15?25%、鉀長石35?55%，其熔化溫度為1400?1450°C，水淬后得到熔 塊；所述的融化熔塊釉的原料組成按重量百分比包括：熔塊85?90%、高嶺土 10?15%。
【文檔編號】C01B33/24GK104418336SQ201310374914
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】胡勇波 申請人:胡勇波