本發(fā)明適用于陶瓷材料制造業(yè)。

背景技術(shù)：

1、在陶瓷材料加工領(lǐng)域中，已經(jīng)有一些陶瓷材料的組合物能夠達(dá)到一定的白度、一定的透明度或一定的著色。

2、然而，這些處理都是獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)的，而本發(fā)明基于鈣和鈉熔塊的特定組合物，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高白度和高透明性，并可著色，該鈣和鈉熔塊的組合物使得能使用相同的材料在相同的板中實(shí)現(xiàn)不同的白色和彩色混合，而不會(huì)在最終燒制的板中引起變形或產(chǎn)生應(yīng)力。

3、我們可以引用歐洲專利no.19382876.1，其涉及一種包含無機(jī)填料和硬化粘合劑的人造塊狀石料，其中，所述粘合劑是有機(jī)樹脂，所述無機(jī)填料包括長(zhǎng)石。然而，本發(fā)明涉及與該專利申請(qǐng)中使用的材料不同的材料，即“石英”，其由石英/長(zhǎng)石粉/砂和樹脂制成的板組成?；旧希瑢⒎勰┡c樹脂混合，然后將混合物在振動(dòng)壓實(shí)機(jī)中壓實(shí)，再使樹脂固化；一旦固化，對(duì)表面進(jìn)行拋光。

4、然而，在所申請(qǐng)的專利中，最終產(chǎn)品由霧化壓制的陶瓷組合物組成，其涂覆有薄的玻璃質(zhì)釉料層，根據(jù)厚度(3-30mm)的不同，在給定的循環(huán)中經(jīng)過1100℃的熱處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明涉及一種基于鈣鈉熔塊的高白度、半透明且可著色陶瓷材料，所述鈣鈉熔塊器可使鈉鈣長(zhǎng)石脫玻，其包括在傳統(tǒng)陶瓷窯中燒制的支撐件，該支撐件通過液壓機(jī)對(duì)霧化粉末進(jìn)行單軸壓制而形成，也可在該支撐件的暴露表面涂覆釉料。

2、通過在霧化器中干燥球磨機(jī)中的濕磨陶瓷漿料來制得霧化粉末。該漿料由熔塊、粘土、高嶺土、水、抗絮凝劑和增塑添加劑組成。也可以根據(jù)燒結(jié)支撐件所需的顏色來選擇添加無機(jī)顏料。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述熔塊具有提高陶瓷材料的半透明性的功能，而不會(huì)影響材料的白度。粘土和高嶺土在工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)中具有不同的作用：

3、一方面，促進(jìn)漿料的懸浮，以確保研磨和霧化過程的進(jìn)行；以及

4、另一方面，為霧化后的產(chǎn)品提供適當(dāng)?shù)目伤苄?，使其能夠容易地在液壓機(jī)中進(jìn)行壓制。此外，粘土和高嶺土還使得所述支撐件能吸收釉料的部分濕度，從而在上釉和裝飾過程中保持工件的一致性。

5、獲得陶瓷材料的過程：

6、1.熔塊的特性

7、2.支撐件的特性

8、2.1原始支撐件

9、2.2燒制支撐件

10、2.2.1所述燒制支撐件的顏色坐標(biāo)

11、2.2.2所述支撐件的特性

12、3.結(jié)論

13、1.熔塊的特性

14、熔塊是一種無機(jī)化學(xué)物質(zhì)的混合物，其通過快速冷卻熔體，將由此產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為顆粒形式的不溶性玻璃質(zhì)化合物而獲得。

15、為了獲得熔塊，將不同的原材料進(jìn)行干法混合。然后將得到的混合物置于氧化鋁坩堝中，并在實(shí)驗(yàn)室電爐中進(jìn)行熱循環(huán)，包括以10℃/分鐘的速率從500℃加熱至最高溫度(1500-1550℃)。根據(jù)熔塊的特性，將裝有混合物的坩堝在最高溫度下保持盡可能短的時(shí)間(30-45分鐘)，然后，將熔體倒入水中冷卻，從而得到熔塊。

16、為了獲得熔塊，初始為純礦物鈣長(zhǎng)石(鋁硅酸鈣)的配方。

17、由于后一種配方不能燒制，所以加入k2o使其熔化。隨后，用na2o代替k2o。最后，對(duì)na2o熔塊的sio2/al2o3比例和na2o/cao比例進(jìn)行了優(yōu)化。

18、所測(cè)試的最終熔塊中以氧化物表示的主要成分如下所示。每種氧化物的百分比取決于所需的通量值、白度、半透明性和顯色。

19、表1.熔塊的氧化物成分

20、

21、

22、熔塊配方中使用了鈉長(zhǎng)石、石英、氧化鋁、碳酸鈣和硝酸鈉。

23、所使用的加料配方如下所示：

24、表2.所測(cè)試熔塊的加料配方

25、 原料 ％ 鈉長(zhǎng)石 40.1-63.2 石英 0.0-24.7 氧化鋁 5.4-18.4 碳酸鈣 13.4-30.3 硝酸鈉 0.0-16.3

26、在所測(cè)試的陶瓷組合物(熔塊+粘土和高嶺土)中，為優(yōu)選實(shí)施方式配制的熔塊所得到的陶瓷組合物是能最好地平衡所需的性能(白度、半透明性和最佳顯色性)的組合物。

27、利用高溫顯微鏡測(cè)定了所制得的熔塊的收縮率-溫度曲線和特征溫度(圖1收縮率-溫度曲線)。

28、所述熔塊在865℃的溫度下開始收縮。在950-1150℃的溫度范圍內(nèi)，所述熔塊發(fā)生結(jié)晶。然后，熔塊繼續(xù)收縮，直至溫度達(dá)到1335℃。在1370℃開始軟化，并在1380℃時(shí)熔化。由于材料的性質(zhì)，無法檢測(cè)其球體溫度(st)。

29、表3熔塊的特征溫度

30、

31、

32、2.所述支撐件的特性

33、2.1原始支撐件

34、通過液壓機(jī)對(duì)霧化粉末進(jìn)行單軸壓制形成所述原始支撐件，其中，所述霧化粉末是通過在霧化器中干燥在球磨機(jī)中濕磨得到的陶瓷料漿而獲得的。

35、在研磨過程中使用了抗絮凝劑(占干燥固體的0.7％)，這樣可以調(diào)節(jié)漿料的密度和粘度，從而獲得適于隨后的壓制階段的霧化材料的粒度曲線。在噴涂之前，將裝飾用漿料(barbotine)與增塑添加劑(占干燥固體的1％)混合，這將使得壓制后的支撐件具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械阻力，以承受燒制前的上釉和裝飾生產(chǎn)線的輸送過程。

36、表4陶瓷組合物的加料配方

37、 原料 ％ 粘土 10-20 高嶺土 10-30 熔塊 60-90

38、2.2燒制的支撐件

39、測(cè)定了支撐件的堆積密度以及吸水率，以確定適于燒制所述支撐件的溫度(圖3，支撐件的堆積密度以及吸水率隨燒制溫度的變化)

40、2.2.1已燒制支撐件的顏色坐標(biāo)

41、除了支撐件的高白度之外，還令人感興趣的是，由此得到的陶瓷組合物能很好地顯色。為此目的，選擇了白色(煅燒氧化鋁)、黑色無機(jī)顏料和藍(lán)色無機(jī)顏料。

42、表5著色陶瓷組合物的顏色坐標(biāo)

43、 性質(zhì) +2％黑 +2％藍(lán) +4％氧化鋁 +6％氧化鋁 溫度(℃) 1150 1170 1170 1190 1210 l* 89.3 29.4 45.6 93.2 94.0 a* -1.6 0.7 0.5 -1.1 -0.8 b* 6.5 0.1 -29.0 4.3 4.2

44、可以看到，黑色的顯色效果良好，但藍(lán)色的顯色效果不佳，其b*坐標(biāo)的負(fù)值較低。在后一種組合物中加入氧化鋁可在適當(dāng)?shù)臏囟认绿岣甙锥戎?，這也是最初提出的目標(biāo)之一。

45、2.2.2支撐件的表征

46、用膨脹計(jì)測(cè)定了陶瓷組合物的熱膨脹系數(shù)(cte)。cte測(cè)量的是固態(tài)體在溫度變化時(shí)發(fā)生的長(zhǎng)度或體積的相對(duì)變化。

47、表6所述陶瓷組合物的膨脹系數(shù)

48、 性質(zhì) 優(yōu)選陶瓷組合物 <![cdata[α25-300(oc-1)x?10^-7]]> 54.2 <![cdata[α25-500(oc-1)x?10^-7]]> 59.1 <![cdata[α25-650(oc-1)x?10^-7]]> 64.0 <![cdata[α500-650(oc-1)x?10^-7]]> 79.4

49、為了表征所述支撐件，通過x射線衍射(xrd)確定了晶相。

50、圖2(通過陶瓷組合物的xrd確定了晶相)，顯示了從支撐件樣品獲得的衍射圖，圖中標(biāo)出了已確定相的最大強(qiáng)度峰，以及其它強(qiáng)度較低的特征反射。請(qǐng)注意以下內(nèi)容：

51、檢測(cè)到鈉鈣長(zhǎng)石((ca2na)al2si2o8)為多數(shù)相，而鋁酸硅鈣(六方結(jié)構(gòu))(ca2na6ai8si8o32)為少數(shù)相。

52、3.結(jié)論

53、已經(jīng)注意到，要獲得能滿足所有要求的單一熔塊是非常復(fù)雜的：無論是否添加煅燒氧化鋁，都要具足夠的燒制溫度、良好的顯色性和高白度。

54、在組合物的測(cè)試過程中，使用優(yōu)選實(shí)施方式的熔塊得到的組合物是能最好地平衡以下這些性質(zhì)的組合物：

55、所提出的陶瓷組合物具有良好的干容重，燒制時(shí)具有高堆積密度，但在操作溫度(1100-1200℃)下溫度是穩(wěn)定的，且在玻璃化溫度下不會(huì)出現(xiàn)熱塑性變形。

56、黑色的顯色良好，但藍(lán)色的顯色效果不佳，其b*坐標(biāo)的負(fù)值略低。在這種陶瓷組合物中添加氧化鋁可在合適的溫度下提供較高的白度值。

57、圖4示出了未添加顏料的陶瓷試樣的外觀；

58、圖5示出了添加2％黑色顏料的陶瓷試樣的外觀；

59、圖6示出了添加2％藍(lán)色顏料的陶瓷試樣的外觀。