锂瓷石在高温快烧白瓷生产中的应用

1． 锂瓷石的工艺性能

    本试验选用盛产于江西的优质锂瓷石。它是一种以绢云母和石英为主，并含有少量高岭石、长石和方解石的岩石矿状物。由于原矿呈块状，且不易研磨，直接用来配料无疑需延长研磨时间，因而本实验选用经过雷蒙磨机粉碎的优级中温粉状锂瓷石，其细度过120目筛。通过对该锂瓷石测试和分析，其性能如下：化学成分中Na2O、K2O2量较高，二者可达6.0%，含Li2O约为1.7%左右，含P2O5为1.9%左右，而且SiO2、Al2O3的含量适中，因而本身成瓷温度比较低，在1210℃以下即具有良好的瓷化特征；烧后白度高，最高可达82%，并且烧失量较小，为3.9%左右；其中含大量绢云母矿物，故具有较好的可塑性，其可塑指标超过2.89，属中等偏上的塑性。

     2． 应用试验内容

    2·1  坯用原料和化学成分

    由于锂瓷石在较低的温度下即具有良好的瓷化特征，在坯料中可做主助熔剂，能部分或全部代替长石。选用的坯料及化学成分见表1。

                         坯用原料化学成分（%）                          表1 

    2·2  坯料配方确定

    试验采用正交实验法确定坯料配方。以锂瓷石中的绢云母成分、大同土、新汶煤矸石、原矿龙岩土等粘土类原料为基础，以锂瓷石（其中含助熔成分Na2O、K2O、Li2O、P2O5）、部分长石、少量熟滑石等做为复合助溶剂成分。采用同时考虑多因素、多水平的正交试验法（3）。经过一系列试验，最后选择PL-11号配方为最佳坯料配方。PL-11号坯料配方的化学成分见表2，其坯式如下：

               坯料PL-11号配方的化学成分（%）           表2

    2·3  釉料配方确定

    为使坯釉结合良好，在釉料中引入部分锂瓷石作为玻化助溶剂，同时为提高釉面质量，在配方中还引入其它助溶剂、乳浊剂等，例如长石、熟滑石、氧化锌、合成骨料、硅酸锆等等。另外，因锂瓷石本身含少量P2O5成分，具有乳浊效果，比其它釉浆，白度稍高。

    2·3·1  釉料配方设计

        釉料配方组成见表3。

                           釉料配方组成（%）                           表3

    注：ZrSiO4、ZnO等原料均为工业纯化工原料

    2·3·2  釉料中各种原料的名称和化学组成

        釉用原料和化学组成见表4。

表4                       釉用原料化学成分（%）

    2·4  主要工艺参数

    配料时严格按配方要求准确称料，混料研磨，料：球石：水=1：1.80：0.8，球磨时间大约为18h。

    细度要求：坯料细度要求万孔筛筛余为0.08-0.12%；釉料细度要求万孔筛筛余为0.01-0.02%。

    坯体成形方法：滚压成形、注浆成形

    施釉方法：浸釉法施釉；比重控制为1.37-1.40g/cm3。

    烧成方法：采用节能高温辊道窑一次快速烧成工艺；烧成温度范围1290-1300℃，烧成气氛为氧化气氛；烧成周期为5-6h。

    2·5  试验结果

    用该锂瓷石研制出的新型白瓷瓷质细腻、透光度好、白度较高，且烧成范围宽，产品不易变形，是一种比较理想的高档陶瓷原料。产品经抽样检测，其主要性能指标见表5。

     3． 结论与讨论

    3·1  通过试验研究证实：用锂瓷石代替普通长石，生产出的日用细瓷热稳定性好（破坏性试验可达240

20℃水中3次不裂），能降低高温快烧产品的炸裂缺陷，同时还能保证产品的其它性能不降低。

    3·2  锂瓷石的加入量要合适。虽然随着锂瓷石加入量的增加可改善产品的透光度和色调，但当其引入量超过26%时，在高温烧阶段瓷体的液相量急增，会使产品的变形率提高。

    3· 3 本试验只初步研究了锂瓷石在高温一次快烧日用细瓷方面的应用，至于在其它瓷种（例如骨质瓷）以及各种釉料（包括熔块釉）方面的应用研究，还有待于继续进行。

    3·4  本试验只研究中温粉状锂瓷石的工艺性能，对于高温系列、低温系列的块、粉状原料的工艺性能及其应用，需要继续研究和探讨。

    3·5  锂瓷石是一种性能优良的陶瓷原料，铁、钛杂质比较低，熔化性能好，烧后白度高，本身可塑性较好，并能拓宽产品的烧成范围，值得在陶瓷生产企业推广应用。