CN102992778B

CN102992778B - 一种具有玉石质地的精密陶瓷及其制作方法

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Publication number: CN102992778B
Application number: CN201210335182.9A
Authority: CN
Inventors: 廖文宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: CN102992778A

Abstract

本发明属于陶瓷制作技术领域，具体涉及一种具有玉石质地的精密陶瓷及其制作方法。本发明的具有玉石质地的精密陶瓷由主原料和辅料组成，所述主原料为氧化铝粉末、氧化锆粉末、氧化铝与氧化锆的混合粉末、氧化硅与氧化铝的混合粉末种的一种；所述辅料为粘结剂、润滑剂或可塑剂中的一种或两种以上混合；其中主原料的细度为0.3-1μm；经过混炼造粒、射出成型、脱脂素烧、高温烧结等步骤加工成型。本发明所述的具有玉石质地的精密陶瓷制作方法环保、无污染，且通过该方法得到的陶瓷品不仅具有玉石的表面质感和精致度，而且还能达到超过玉石的硬度和韧性，得到的陶瓷产品的硬度可以达到莫氏8-9度，韧性可以达到硬玉的韧性范围。

Description

一种具有玉石质地的精密陶瓷及其制作方法

技术领域

本发明属于陶瓷制作技术领域，具体涉及一种具有玉石质地的精密陶瓷及其制作方法。

背景技术

陶瓷是陶器和瓷器的总称。中国人早在约公元前8000－2000年（新石器时代）就发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。随着科学的进步发展和人们的生活水平的提高，陶瓷既是人们日常生活的必需品，又是艺术工艺品，它是劳动人民为适应生活需要和审美要求就地取材而以手工生产为主的一种工艺制作品，如今是越来越被世人重视和喜爱。它的独特性在于它是科学技术与造型艺术、装饰艺术三者统一，任何一件陶瓷工艺作品都是由陶瓷材料的质地、造型、装饰三部分组合而成。

现代陶艺通过各种方式从多角度介入到人们的生活，包括家居空间与随身饰品。近年来，随着人们审美观的不断提高，人们对于陶瓷品质地、造型、装饰要求也越来越高，传统工艺制作的陶瓷品具有极高的收藏价值，但是在质地、造型和装饰方面渐渐不能满足现代装饰的需求。

此外，现有陶瓷工艺为了提高产品的质地、造型和装饰方面的性能，往往成份上须加入有机成形助剂，而这些有机成形助剂在陶瓷烧成前仍要脱除，脱除时容易产生污染气体，对环境造成污染，不符环保的要求。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有玉石质地的精密陶瓷的制作方法，整个工艺过程排出的气体中不含有污染气体，环保；且通过该方法得到的陶瓷品具有玉石的表面质感和精致度。

本发明的另一目的在于提供一种具有玉石质地的精密陶瓷，通过本发明的制作方法制作而成，使其具有玉石的外观和性能。

本发明的又一目的在于提供一种陶瓷脱脂素烧设备，解决陶瓷制作方法中的废气排放问题。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案如下：

一种具有玉石质地的精密陶瓷的制作方法，包括以下步骤:

1）混炼造粒：将主原料及辅料于混炼机中加热混炼，冷却后造粒，得到原料颗粒；

2）射出成型：用射出成型机将原料颗粒熔融后射入到金属模具中，冷却，得到生坯；

3）脱脂素烧：将生坯放入到脱脂炉中，脱脂炉上设有二次加热装置，二次加热装置与脱脂炉之间装有抽风机，脱脂炉的顶部也装有抽风机，生坯在脱脂炉中脱脂，脱脂过程产生的废气通过二次加热装置与脱脂炉之间的抽风机抽入到二次加热装置中，转化成二氧化碳和水，并通过脱脂炉的顶部风机排出；

4）高温烧结：待脱脂炉降温至50-60℃时，将脱脂后的生坯转入到高温烧结炉中进行高温烧结。

为了使得到的陶瓷品不仅具有玉石的外观，而且能提高陶瓷品的硬度及韧性；优选的，上述工艺中所述主原料为氧化铝粉末、氧化锆粉末、氧化铝与氧化锆的混合粉末、氧化硅与氧化铝的混合粉末中的一种；所述辅料为粘结剂、润滑剂或可塑剂中的一种或两种以上混合；其中主原料的细度为0.3-1μm，粘结剂为直径3-7mm的塑料颗粒，润滑剂为细度为0.1-1mm 细颗粒，可塑剂为液体或腊状或油脂状，主原料和辅料体积分数为：

主原料 50%-60%

粘结剂 30%-50%

润滑剂 0%-5%

可塑剂 0%-10%

以上各组分的体积总和为100%。上述工艺中如果陶瓷原材料粉末太粗会导致产品难以成型，且烧结后的产品表面质感达不到要求，而材料太细又会导致成型困难，因此选择在原料的细度在0.3-1微米能够同时兼具易成型和易烧结的优点。

所述粘结剂为PS、PE、PP、PEO、PEG、EVA、PVB、PMMA中的一种或两种以上混合；所述润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙；所述可塑剂为石蜡、DOP、DBP中的一种。

上述工艺中，为了使主原料和辅料之间能够混合均匀，进一步提高产品的表面质感和精细度，优选的，步骤1）中加热混炼两次以上，混炼机的温度为100-200℃，每次混炼的时间为4-6小时。

上述工艺中，步骤3）中脱脂素烧的温度为200-400℃，二次加热装置中的温度为600-1200℃；脱脂素烧的时间控制在12-48小时。脱脂炉的升温过程中，当温度达到200℃，生坯开始明显脱脂，出去部分的有机气体，这些有机气体通过后抽风机抽入到二次加热装置中经过二次加热分解成二氧化碳和水后再排出，有效防止有害气体被排放到空气中。

步骤4）中高温烧结的温度为1250-1700℃，时间为10-24小时。

为了尽可能的除去产品中的有及辅料，提高产品的硬度，本发明的具有玉石质地的陶瓷制作方法还包括在步骤2）与步骤3）之间化学脱脂的步骤：在射出成型冷却至50-65℃时，用有机溶剂浸泡1-15小时脱去部分粘合剂。所采用的溶剂为本领域常用之溶剂，如正己烷、二甲苯等。

为了获得不同图案的陶瓷产品，满足不同的需要，本发明的具有玉石质地的陶瓷制作方法还包括在步骤3）与步骤4）之间的上釉步骤：对脱脂素烧后冷却的生坯上色料或/和釉料，上釉后的生坯再进行高温烧结。

一种具有玉石质地的精密陶瓷，其是由本发明上述制作方法制作而成。

一种陶瓷脱脂素烧设备，其包括脱脂炉，脱脂炉上设有二次加热装置，二次加热装置与脱脂炉之间装有抽风机，二次加热装置的顶部也装有抽风机，其还包括分别于脱脂炉和二次加热装置连接的温控装置。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明所述的具有玉石质地的精密陶瓷的制作方法环保、无污染，且通过该方法得到的陶瓷品不仅具有玉石的表面质感和精致度，而且还能提高陶瓷产品的硬度和韧性，得到的陶瓷产品的硬度可以达到莫氏8-9度，韧性可以达到硬玉的韧性范围。本发明的具有玉石质地的陶瓷，具有玉石的外观和性能。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明的制作方法的流程图；

图2为本发明的陶瓷脱脂素烧设备的结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明优选的实施例。

实施例1

一种具有玉石质地的精密陶瓷，其中所用的主原料为氧化铝粉末，细度为0.5-1μm；粘结剂为粒径3-7mm的PS 与 PE混合颗粒，PS 与 PE按照体积比为1:1的混合；润滑剂硬脂酸为细度为0.1-1mm 的细颗粒，各组分的体积分数为：

氧化铝粉末 50%

粘结剂 40%

硬脂酸 10%

按照以下方法制备：将氧化铝粉末、粘结剂、硬脂酸于混炼机中加热混炼，冷却后造粒，得到原料颗粒，用射出成型机将原料颗粒熔融后射入到金属模具中，冷却，得到生坯，将生坯放入到脱脂炉中，脱脂炉上设有二次加热装置，二次加热装置与脱脂炉之间和脱脂炉的顶部均装有抽风机，生坯在脱脂炉中脱脂，脱脂过程产生的废气通过二次加热装置与脱脂炉之间的抽风机抽入到二次加热装置中转化成二氧化碳和水并通过脱脂炉的顶部风机排出；待脱脂炉降温至50-60℃时，将脱脂后的生坯转入到高温烧结炉中进行高温烧结。最后得到的陶瓷产品质地精美，硬度为莫氏8度。

实施例2

一种具有玉石质地的精密陶瓷，其中所用的主原料为氧化锆粉末，细度为0.3-0.8μm，粘结剂为粒径为3-7mm的 PS 与 PMMA混合颗粒，PS 与 PMMA为体积比为1:1，润滑剂硬脂酸为细度为0.1-1mm 之细颗粒状，可塑剂DOP为液状，各组分的体积比为：

氧化锆粉末 53%

粘结剂 40%

硬脂酸 2%

DOP 5%

其中氧化锆粉末中含有2.5-3.0mol%的氧化钇；按照以下方法制备：将氧化锆粉末、粘结剂、硬脂酸、DOP于混炼机中加热混炼，冷却后造粒，得到原料颗粒，用射出成型机将原料颗粒熔融后射入到金属模具中，冷却，得到生坯，将生坯放入到脱脂炉中，脱脂炉上设有二次加热装置，二次加热装置与脱脂炉之间和脱脂炉的顶部均装有抽风机，生坯在脱脂炉中脱脂，脱脂过程产生的废气通过二次加热装置与脱脂炉之间的抽风机抽入到二次加热装置中转化成二氧化碳和水并通过脱脂炉的顶部风机排出；待脱脂炉降温至50-60℃时，将脱脂后的生坯转入到高温烧结炉中进行高温烧结。最后得到的陶瓷产品质地精美，硬度为莫氏8度。

实施例3

一种具有玉石质地的精密陶瓷，其中所用的主原料为氧化铝与氧化锆的混合粉末，细度为0.3-1μm，粘结剂为粒径3-7mm的 PP 与 PMMA混合颗粒，PP 与 PMMA体积比为1:1，润滑剂硬脂酸为细度为0.1-1mm细颗粒，可塑剂DBP为液体，各组分的体积比为：

氧化铝与氧化锆的混合粉末 60%

粘结剂 30%

硬脂酸 0%

DBP 10%

氧化铝与氧化锆的混合粉末中，氧化铝的质量分数为10-30%；按照以下方法制备：将氧化铝与氧化锆的混合粉末、粘结剂、硬脂酸、DBP于混炼机中加热混炼，冷却后造粒，得到原料颗粒，用射出成型机将原料颗粒熔融后射入到金属模具中，冷却至50℃时，用二甲苯浸泡6-8小时脱去部分粘合剂，之后再将生坯放入到脱脂炉中，脱脂炉上设有二次加热装置，二次加热装置与脱脂炉之间和脱脂炉的顶部均装有抽风机，生坯在脱脂炉中脱脂，脱脂过程产生的废气通过二次加热装置与脱脂炉之间的抽风机抽入到二次加热装置中转化成二氧化碳和水并通过脱脂炉的顶部风机排出；待脱脂炉降温至50-60℃时，将脱脂后的生坯转入到高温烧结炉中进行高温烧结。最后得到的陶瓷产品质地精美，硬度为莫氏9度。

实施例4

一种具有玉石质地的精密陶瓷，其中所用的主原料为氧化硅与氧化铝混合粉末，细度为0.3-1μm，粘结剂为粒径为3-7mm 的PS与 EVA的混合颗粒，PS与 EVA体积比为1:1，润滑剂硬脂酸为细度为0.1-1mm 之细颗粒状，可塑剂石蜡为固状，各组分的体积比为：

氧化硅与氧化铝混合粉末 55%

粘结剂 30%

硬脂酸 5%

石蜡 10%；

所述氧化硅与氧化铝混合粉末中氧化硅的质量分数为30-70%，按照以下方法制备：将氧化硅与氧化铝混合粉末、粘结剂、硬脂酸、石蜡于混炼机中加热混炼，冷却后造粒，得到原料颗粒，用射出成型机将原料颗粒熔融后射入到金属模具中，冷却65℃时，用正己烷浸泡1-2小时脱去部分粘合剂，之后再将生坯放入到脱脂炉中，脱脂炉上设有二次加热装置，二次加热装置与脱脂炉之间和脱脂炉的顶部均装有抽风机，生坯在脱脂炉中脱脂，脱脂过程产生的废气通过二次加热装置与脱脂炉之间的抽风机抽入到二次加热装置中转化成二氧化碳和水并通过脱脂炉的顶部风机排出；待脱脂炉降温至50-60℃时，将脱脂后的生坯转入到高温烧结炉中进行高温烧结。最后得到的陶瓷产品质地精美，硬度为莫氏9度。

如图2所示，本发明所述的陶瓷脱脂素烧设备，其包括脱脂炉1，脱脂炉1上设有二次加热装置2，二次加热装置2与脱脂炉1之间装有抽风机3，二次加热装置2的顶部也装有抽风机4，其还包括分别于脱脂炉1和二次加热装置2连接的温控装置（图未示）。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims

1.一种具有玉石质地的精密陶瓷的制作方法，其特征在于包括以下步骤:

3）脱脂素烧：将生坯放入到脱脂炉中，脱脂炉上设有二次加热装置，二次加热装置与脱脂炉之间装有抽风机，脱脂炉的顶部也装有抽风机，生坯在脱脂炉中脱脂，脱脂过程产生的废气通过二次加热装置与脱脂炉之间的抽风机抽入到二次加热装置，转化成二氧化碳和水，并通过脱脂炉的顶部风机排出；其中，脱脂素烧的温度为200-400℃，二次加热装置中的温度为600-1200℃；脱脂素烧的时间控制在12-48小时；

4）高温烧结：待脱脂炉降温至50-60℃时，将脱脂后的生坯转入到高温烧结炉中进行高温烧结；

所述主原料为氧化铝粉末、氧化锆粉末、氧化铝与氧化锆的混合粉末、氧化硅与氧化铝的混合粉末中的一种；所述辅料为粘结剂、润滑剂或可塑剂中的一种或两种以上混合；其中主原料的细度为0.3-1μm，粘结剂为直径3-7mm的塑料颗粒, 润滑剂为细度为0.1-1mm 细颗粒, 可塑剂为液体或腊状或油脂状, 主原料和辅料体积分数为：

主原料 50%-60%

粘结剂 30%-50%

润滑剂 0%-5%

可塑剂 0%-10%

以上各组分的体积总和为100%。

2.根据权利要求1所述的具有玉石质地的精密陶瓷的制作方法，其特征在于：所述粘结剂为PS、PE、PP、PEO、PEG、EVA、PVB、PMMA中的一种或两种以上混合；所述润滑剂为硬脂酸；所述可塑剂为石蜡、DOP、DBP中的一种。

3.根据权利要求1所述的具有玉石质地的精密陶瓷的制作方法，其特征在于：步骤1）中加热混炼两次以上，混炼机的温度为100-200℃，每次混炼的时间为4-6小时。

4.根据权利要求1所述的具有玉石质地的精密陶瓷的制作方法，其特征在于：步骤4）中高温烧结的温度为1250-1700℃，时间为1-2小时。

5.根据权利要求1所述的具有玉石质地的精密陶瓷的制作方法，其特征在于其还包括在步骤2）与步骤3）之间化学脱脂的步骤：在射出成型冷却至50℃以下时，用有机溶剂浸泡1-8小时脱去部分粘合剂。

6.根据权利要求1所述的具有玉石质地的精密陶瓷的制作方法，其特征在于其还包括在步骤3）与步骤4）之间的上釉步骤：对脱脂素烧后冷却的生坯上色料或/和釉料，上釉后的生坯再进行高温烧结。

7.一种具有玉石质地的精密陶瓷，其特征在于：其是采用权利要求1-6任一种制作方法制作而成。