一种教学陶瓷用瓷及其制备方法

一种教学陶瓷用瓷及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种教学陶瓷用瓷及其制备方法，属于教学用具领域。

背景技术

陶瓷是陶器和瓷器的总称。人们早在约8000年前的新石器时代就发明了陶器。常 见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。除了使用 于食器、装饰上外，陶瓷在科学、技术的发展中亦扮演着重要角。陶瓷原料是地球原有的 大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨;烧 至700度可成陶器能装水;烧至1230度则瓷化，可几乎完全不吸水且耐高温耐腐蚀。其用法 之弹性，在今日文化科技中有各种创意的应用。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。

陶瓷是化学、物理、生物、美术等教学过程中必不可少的一种材料，例如美术用陶 瓷模型、研钵等都是陶瓷制品，应用及其广泛；但是现有的陶瓷白度和半透明度低，不利于 教学的使用，而且由于部分教学用具对于陶瓷的要求高，使得相应陶瓷制备困难，成功率 低、废品率高并且制备时间长、能耗高，不利于教学工作的进行。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种教学陶瓷用瓷，具有白度高和半透明度高的优 点。

本发明要解决的另一问题是提供一种教学陶瓷用瓷的制备方法，具有工艺简单、 制备时间短、能耗低和废品率低的优点。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，所述陶瓷坯体主要包括以下质量份的原料：骨 粉65～70份、长石4～5份、石英8～10份、高岭土8～10份、钟乳石1～2份、稀土元素2～3份、 白玛瑙1～2份、石燕2～3份、鹅管石3～6份、芒硝2～4份、代赭石5～8份和大青盐1～2份。

所述陶瓷釉料主要包括以下质量份的原料：长石32～34份、滑石6～8份、石英6～8 份、锆石10～12份、蛭石9～10份、青礞石12～14份和瓷粉19～20份。

所述长石的化学成分为：SiO₂：68%，Al₂O₃：12%，P+S：0.05%，K₂O+Na₂O：19%；

所述石英的化学成分为SiO₂≥99.8%，Fe₂O₃≤0.015%；

所述高岭土的化学成分为SiO₂：45% ，Al₂O₃：39.5%；

所述稀土元素的组分按质量百分比为：镧：20%，铈：1%，镨：6%，钕：11%，钷：10%，钐：18%， 铕：5%，镝：22%，余量为铒和不可避免的杂质。

以下是对上述技术方案的进一步优化：

一种教学陶瓷用瓷的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：坯料原料预处理、制 备坯料、制备釉料、分级高温素烧、施釉、分级低温釉烧和分级降温。

所述坯料原料预处理步骤为：将钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐放置 到浓度为15%的醋酸溶液中浸泡0.5小时后，再用乙醇浸泡0.5小时后备用。

所述分级高温素烧步骤为：按每小时200℃～250℃的升温速度，在氧化气氛下，把 步骤1中所制得的坯料加热到800℃～820℃，保持此温度1个小时，再按每小时250℃～300 ℃的升温速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度2个小时，再按每小时350℃～400℃的升 温速度升温至1200℃～1250℃，保持此温度3个小时，完成高温素烧，然后随着加热用的窑 炉冷却至常温。

所述分级低温釉烧步骤为：把施釉完成的坯体，在氧化气氛下，按每小时180℃～ 190℃的升温速度升温至650℃～680℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的 升温速度升温至880℃～900℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度 升温至1000℃～1100℃，保持此温度6个小时，烧制成为废品率低的陶瓷。

所述分级降温步骤为：把釉烧完成后的废品率低的陶瓷，在还原气氛下，按每小时 150℃的降温速度，降温至900℃，保持此温度1小时；再按每小时180℃的降温速度，降温至 800℃，保持此温度1小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至700℃，保持此温度0.5小 时；按每小时200℃的降温速度，再降温至600℃，保持此温度0.5小时；之后随着加热用的窑 炉冷却至常温，完成废品率低的陶瓷的整个烧制过程。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明工艺简单、制备时间短、能耗低，分 级高温素烧仅需不到12小时，分级低温釉烧仅需不到16小时，分级降温仅需不到6小时，降 低了陶瓷的制备时间；本发明制备的陶瓷极大的提高了良品率，降低了废品率，使废品率降 低到0.1%以下；本发明制备的陶瓷极大的提高了白度和半透明度，使白度达到89以上，半透 明度在1.9以上。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1，一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，

其中陶瓷坯体主要包括以下质量份的原料：骨粉65份、长石5份、石英10份、高岭土10 份、钟乳石1份、稀土元素3份、白玛瑙2份、石燕3份、鹅管石3份、芒硝2份、代赭石8份和大青 盐1份；

其中陶瓷釉料主要包括以下质量份的原料：长石32份、滑石8份、石英8份、锆石10份、蛭 石9份、青礞石13份和瓷粉20份。

长石的化学成分为：SiO₂：68%、Al₂O₃：12%、P+S：0.05%，K₂O+Na₂O：19%；

石英的化学成分为SiO₂≥99.8%，Fe₂O₃≤0.015%；

高岭土的化学成分为SiO₂：45% ，Al₂O₃：39.5%；

稀土元素的组分按质量百分比为：镧：20%，铈：1%，镨：6%，钕：11%，钷：10%，钐：18%，铕： 5%，镝：22%，余量为铒和不可避免的杂质。

一种教学陶瓷用瓷的制备方法，包括以下步骤：

1.坯料原料预处理：将钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐放置到浓度为15% 的醋酸溶液中浸泡0.5小时后，再用乙醇浸泡0.5小时后备用。

2.制备坯料：将步骤1中预处理过的钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐 与未处理骨粉、长石、石英、高岭土、稀土元素和白玛瑙为原料制备坯料，坯料的制备方法采 用传统工艺即可，制备完成后备用；

3.制备釉料：按所述废品率低的陶瓷釉料的原料制备釉料，制备完成后备用。

4.分级高温素烧：按每小时200℃～250℃的升温速度，在氧化气氛下，把步骤1中 所制得的坯料加热到800℃～820℃，保持此温度1个小时，再按每小时250℃～300℃的升温 速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度2个小时，再按每小时350℃～400℃的升温速度升 温至1200℃～1250℃，保持此温度3个小时，完成高温素烧，然后随着加热用的窑炉冷却至 常温；

5.施釉：采用传统工艺制备把步骤2中制备的釉料施给坯体；

6.分级低温釉烧：把步骤5施釉完成的坯体，在氧化气氛下，按每小时180℃～190℃的 升温速度升温至650℃～680℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度 升温至880℃～900℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至 1000℃～1100℃，保持此温度6个小时，烧制成为废品率低的陶瓷；

7.分级降温：先把步骤6中完成烧制的废品率低的陶瓷，在还原气氛下，按每小时150 ℃的降温速度，降温至900℃，保持此温度1小时；再按每小时180℃的降温速度，降温至800 ℃，保持此温度1小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至700℃，保持此温度0.5小时；按 每小时200℃的降温速度，再降温至600℃，保持此温度0.5小时；之后随着加热用的窑炉冷 却至常温，完成废品率低的陶瓷的整个烧制过程。

实施例2，一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，其中陶瓷坯体主要包括以下质 量份的原料：骨粉68份、长石5份、石英9份、高岭土8份、钟乳石1.5份、稀土元素2.5份、白玛 瑙1.5份、石燕2.5份、鹅管石5份、芒硝3份、代赭石6份和大青盐2份；

稀土元素的组分按质量百分比为：镧：20%，铈：1%，镨：6%，钕：11%，钷：10%，钐：18%，铕： 5%，镝：22%，余量为铒和不可避免的杂质。

长石的化学成分为：SiO₂：68%，Al₂O₃：12%，P+S：0.05%，K₂O+Na₂O：19%；

石英的化学成分为SiO₂≥99.8%，Fe₂O₃≤0.015%；

高岭土的化学成分为SiO₂：45% ，Al₂O₃：39.5%；

其中陶瓷釉料主要包括以下质量份的原料：长石33份、滑石7份、石英7份、锆石11份、蛭 石10份、青礞石12份和瓷粉20份。

一种教学陶瓷用瓷的制备方法，包括以下步骤：

1.坯料原料预处理：将钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐放置到浓度为15% 的醋酸溶液中浸泡0.5小时后，再用乙醇浸泡0.5小时后备用。

2.制备坯料：按将步骤1中预处理过的钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青 盐与未处理骨粉、长石、石英、高岭土、稀土元素和白玛瑙为原料制备坯料制备坯料，坯料的 制备方法采用传统工艺即可，制备完成后备用；

3.制备釉料：按所述废品率低的陶瓷釉料的原料制备釉料，制备完成后备用。

4.分级高温素烧：按每小时200℃～250℃的升温速度，在氧化气氛下，把步骤1中 所制得的坯料加热到800℃～820℃，保持此温度1个小时，再按每小时250℃～300℃的升温 速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度2个小时，再按每小时350℃～400℃的升温速度升 温至1200℃～1250℃，保持此温度3个小时，完成高温素烧，然后随着加热用的窑炉冷却至 常温；

5.施釉：采用传统工艺制备把步骤2中制备的釉料施给坯体；

6.分级低温釉烧：把步骤5施釉完成的坯体，在氧化气氛下，按每小时180℃～190℃的 升温速度升温至650℃～680℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度 升温至880℃～900℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至 1000℃～1100℃，保持此温度6个小时，烧制成为废品率低的陶瓷；

7.分级降温：先把步骤6中完成烧制的废品率低的陶瓷，在还原气氛下，按每小时150℃ 的降温速度，降温至900℃，保持此温度1小时；再按每小时180℃的降温速度，降温至800℃， 保持此温度1小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至700℃，保持此温度0.5小时；按每 小时200℃的降温速度，再降温至600℃，保持此温度0.5小时；之后随着加热用的窑炉冷却 至常温，完成废品率低的陶瓷的整个烧制过程。

实施例3，一种教学陶瓷用瓷，由坯体和釉料制成，其中陶瓷坯体主要包括以下质 量份的原料：骨粉70份、长石4份、石英8份、高岭土10份、钟乳石2份、稀土元素2份、白玛瑙1 份、石燕2份、鹅管石6份、芒硝4份、代赭石5份和大青盐1份；

其中陶瓷釉料主要包括以下质量份的原料：长石34份、滑石6份、石英6份、锆石12份、蛭 石9份、青礞石14份和瓷粉19份。

长石的化学成分为：SiO₂：68%，Al₂O₃：12%，P+S：0.05%，K₂O+Na₂O：19%；

石英的化学成分为SiO₂≥99.8%，Fe₂O₃≤0.015%；

高岭土的化学成分为SiO₂：45%， Al₂O₃：39.5%；

稀土元素的组分按质量百分比为：镧：20%，铈：1%，镨：6%，钕：11%，钷：10%，钐：18%，铕： 5%，镝：22%，余量为铒和不可避免的杂质。

一种教学陶瓷用瓷的制备方法，包括以下步骤：

1.坯料原料预处理：将钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐放置到浓度为15% 的醋酸溶液中浸泡0.5小时后，再用乙醇浸泡0.5小时后备用。

2.制备坯料：将步骤1中预处理过的钟乳石、石燕、鹅管石、芒硝、代赭石和大青盐 与未处理骨粉、长石、石英、高岭土、稀土元素和白玛瑙为原料制备坯料制备坯料，坯料的制 备方法采用传统工艺即可，制备完成后备用；

3.制备釉料：按所述废品率低的陶瓷釉料的原料制备釉料，制备完成后备用。

4.分级高温素烧：按每小时200℃～250℃的升温速度，在氧化气氛下，把步骤1中 所制得的坯料加热到800℃～820℃，保持此温度1个小时，再按每小时250℃～300℃的升温 速度升温至1000℃～1100℃，保持此温度2个小时，再按每小时350℃～400℃的升温速度升 温至1200℃～1250℃，保持此温度3个小时，完成高温素烧，然后随着加热用的窑炉冷却至 常温；

5.施釉：采用传统工艺制备把步骤2中制备的釉料施给坯体；

6.分级低温釉烧：把步骤5施釉完成的坯体，在氧化气氛下，按每小时180℃～190℃的 升温速度升温至650℃～680℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度 升温至880℃～900℃，保持此温度2个小时，再按每小时200℃～210℃的升温速度升温至 1000℃～1100℃，保持此温度6个小时，烧制成为废品率低的陶瓷；

7.分级降温：先把步骤6中完成烧制的废品率低的陶瓷，在还原气氛下，按每小时150℃ 的降温速度，降温至900℃，保持此温度1小时；再按每小时180℃的降温速度，降温至800℃， 保持此温度1小时；按每小时200℃的降温速度，再降温至700℃，保持此温度0.5小时；按每 小时200℃的降温速度，再降温至600℃，保持此温度0.5小时；之后随着加热用的窑炉冷却 至常温，完成废品率低的陶瓷的整个烧制过程。

由上述各实施例所制得的精骨瓷性能如下表：

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术 人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示 而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。