日用滑石瓷

日用滑石瓷

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摘要:本文在对Na_2O—MgO—Al_2O_3—SiO_2相图详细解析的基础上,确定了日用镁质强化瓷的新的坯料组成,研制出了白度好、机械强度高(220MPa)、烧成温度范围宽(40℃)、热稳定性好的镁质强化瓷,并研制成功了适于日用镁质瓷使用的低温熔块釉,实现了日用镁质瓷的二次烧成。另外,本试验还对T—ZnO晶须增韧增强镁质强化瓷基体进行了尝试研究。对MgO—Al_2O_3—SiO_2三元系统相图分析表明,对日用滑石瓷而言,其坯体组成点位于相图中偏高岭(Al_2O_3·2SiO_2)—偏滑石(3M gO·4SiO_2)连线上,位置近于方石英—原顽辉石的界限处。研究表明,当偏滑石(3Mg O·4SiO_2)/偏高岭(Al_2O_3·2SiO_2)4时,坯体有较宽的烧成温度范围,以此为依据确定坯体中粘土的用量在15%左右。对Na_2O·Al_2O_3·2SiO_2—2MgO·SiO_2—SiO_ 2三元系统相图分析表明,当滑石(3MgO·4SiO_2)和钠长石(Albite)的用量比例在7.2～2.7之间时,组成点处于原顽辉石初晶区,且等温线较稀疏,通过调整坯料组成,坯体可以在较宽的温度范围烧结。在此基础上,制定了一系列的坯料组成,并对试样的体积密度、抗弯强度、抗冲击韧性和变形度进行了综合实验和分析,确定了合理的坯料组成。以高岭石和滑石的标准TG/DTA为依据,对坯料进行了TG/DTA分析,制定了合理的烧成制度。本试验采用注浆成型工艺并对两种制浆工艺——料先细磨,后混浆,各种原料共混磨—行了详细研究。结果表明:前者制备试样的抗弯强度较后者提高2 0%左右,所以本试验采用了前一种制浆方法。晶相分析(XRD)表明,强化瓷胎体晶相完全为原顽辉石,并无方石英存在。断面显微结构观察(SEM)表明,坯体中的晶相量达到50%以上,并且晶粒均匀细化,粒度在10μm左右,其余为强化的玻璃相,基体中存有极少量近似球状的微小气孔,这是坯体机械强度高、热稳定性好的物质基础。尝试采用T—ZnO晶须增韧增强镁质瓷坯体。但实验并未达到预期的结果,分析原因,推测可能是由于氧化锌参与了液相反应所导致。

关键词：滑石钠长石原顽辉石——堇青石瓷增韧增强镁橄榄石瓷，

一、前言

1、简介

镁质瓷（强化瓷）也是一种高档瓷，英国早在18世纪末就以滑石为主

要原料制作镁质瓷。滑石是镁的含水硅酸盐矿物。所以镁质瓷又称滑石瓷。镁质瓷瓷质细腻乳白、薄胎半透明、有脂肪光泽、手摸有滑腻感、镁质瓷成片状结构，破碎时易成片状，不易粉碎。一般用于生产高级日用瓷，我国只有少数大企业生产。

2、目的：了解日用滑石瓷的相关知识

1）、性能特点

镁质瓷（强化瓷）也是一种高档瓷，英国早在18世纪末就以滑石为主要原料制作镁质瓷。滑石是镁的含水硅酸盐矿物。所以镁质瓷又称滑石瓷。镁质瓷瓷质细腻乳白、薄胎半透明、有脂肪光泽、手摸有滑腻感、热稳定性较差、镁质瓷成片状结构，破碎时易成片状，不易粉碎。一般用于生产高级日用瓷，我国基本性能。

镁质瓷是指以含MgO的铝硅酸盐为主晶相的陶瓷材料。镁质瓷按主晶相不同，可分为原顽辉石瓷（即滑石瓷，Steatite Ceramic）、镁橄榄石瓷（Forsterite Ceramic）、尖晶石瓷（Spinel Ceramic）、及堇青石瓷（Cordierite Ceramic）。这几种瓷都属于MgO-Al2O3-SiO2三元系统。

基本性能如下：

类别化学式晶系密度 g/cc 性质

滑石瓷 MgO-SiO2 斜方 3.10 强度高，介电损失小，热稳定性低

镁橄榄石瓷 2MgO-SiO2 斜方 3.26 介电损失，膨胀系数高

尖晶石瓷 MgO-Al2O3 立方 3.60 介电损失小，膨胀系数低，硬度高

堇青石瓷 2MgO-2Al2O3-5SiO2 斜方 2.60 电性能差，膨胀系数很低，热稳定性好只有少数大企业生产。

2）、生产应用

1、滑石瓷一般用于调频无线设备如雷达、电视机上，以及绝缘零件等。镁橄榄石介质损耗低，比体积电阻大，可用作高频绝缘材料。堇青石膨胀系数很低，用于要求体积不随温度变化的绝缘材料或电热材料，但它的电性能较差。尖晶石一般用于耐火材料中。

2、一般用于生产高级日用瓷，星级宾馆用餐具的最佳选择。

3）、生产工艺特点

氧化烧成镁质瓷烧成温度一般为1260度以下，因此瓷器主晶相为镁橄榄石结晶体，与1280度以上还原烧成的镁质瓷的晶相玩火辉石完全不同。正因为如此，氧化烧成的镁质瓷大多数热稳定性不过关，达不到还原烧成的镁质瓷水平，瓷器的制作工艺也应该不同，现在的的生产状况是二者基本一致，所以存在氧化烧成的镁质瓷热稳定性不过关的问题。另一方面，烧成温度范围较小，烧成难度较大。

4）、市场情况

日用镁质镁质强化瓷是目前国内市场的一朵奇葩，是陶瓷大家族中的佼佼者，具有高白度、高强度、高热稳定性等突出特点，其洁白如玉、晶莹润泽、是星级宾馆的最佳选择，现被指定为人民大会堂和钓鱼台国宾馆国宴用瓷，并被北京王府饭店选为专用瓷。目前国外普遍使用于高级宾馆、饭店的一种高强度日用细瓷，它既有传统高级骨质瓷五无、三光、一小(无针孔、无落渣、无斑点、无色脏、无擦伤，釉面光、底脚光、口沿光，变形小)的要求，又有炻器产品机械强度高、热稳定性能好、含铅镉熔出量低等特点，具有独特的强度高、耐酸碱、无铅毒、易洗涤的性能，经得起厨房作业的颠波碰撞，不易损坏，更适宜于机械洗涤、高温蒸煮消毒、电烤箱持续高温和微波加热等现代生活方式。随着“厨房革命”的到来镁质强化瓷已经成为最理想的中、西宾餐馆、酒楼和现代化家居生活的理想用瓷，被誉为陶瓷中的“阳春白雪”，曾被北京、天津、上海、广州等大城市的大宾馆选用，并为外商青睐，成为出口欧美、东南亚、中东的“热门货”。

二、实验内容

1、原材料

配方组成

具体涉及一种中低温烧结日用滑石瓷及其生产方法，该瓷的化学组成为：５８～６３％ＳｉＯ２、１５～２０％Ａｌ２Ｏ３、１５～２０％ＭｇＯ、２～４％Ｋ２Ｏ、０．５～１％Ｎａ２Ｏ、１～２％ＣａＯ；所用的原料配方为：滑石５０～５５％，高岭土２５～３０％，长石１５～２０％，氧化铝２～５％。本发明的日用