Керамическая масса

 

Изобретение относится к керамической промышленности, а именно к получению бытового и санитарно-строительного фарфора. Керамическая масса содержит в своем составе компоненты в следующем соотношении, мас.%: глина евсинская - 26-59; глина обская - 12-25; каолин - 12-18; полевой шпат - 7-12; череп фарфоровый - 3-7; топазовая руда - 7-15. Изделия изготовляют шликерным литьем в гипсовых формах с окончательным обжигом полуфабриката при 1150-1200°С. Использование данной керамической массы позволяет увеличить белизну, повысить термостойкость и прочностные характеристики фарфоровых изделий. 3 табл.

Изобретение относится к составам керамических масс для изготовления фарфора и может быть использовано в производстве изделий бытового и санитарно-строительного назначения.

Известен состав керамической массы [1] для изготовления изделий тонкой и строительной керамики, включающий глину, каолин, щелочесодержащий плавень (перлит) и в качестве муллитообразующего компонента - силлиманит (Al₂O₃ · SiO₂).

Недостатками данной массы являются высокая температура обжига и необходимость предварительного синтеза силлиманита.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является керамическая масса [2] для изготовления санитарно-строительных изделий, включающая, мас.%: Глина евсинская - Основа Глина обская - 15 - 24 Каолин - 2 - 15 Полевой шпат - 7-12 Череп - 7-12 Недостатками данной керамической массы являются невысокая прочность, низкая белизна и недостаточная термостойкость.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение белизны, повышение термостойкости и прочностных характеристик фарфоровых изделий.

Это достигается тем, что керамическая масса, включающая глину евсинскую, глину обскую, каолин, полевой шпат, фарфоровый череп дополнительно содержит в качестве муллитообразующего компонента топазовую руду при следующем соотношении компонентов, мас.%: Глина евсинская - 26 - 59 Глина обская - 12 - 25 Каолин - 12 - 18
Полевой шпат - 7 - 12
Череп фарфоровый - 3 - 7
Топазовая руда - 7 - 15
В табл. 1 приведены составы масс для изготовления фарфора.

При уменьшении содержания обской глины ниже 12 мас.% снижаются пластические свойства массы и механическая прочность полуфабриката, а при ее увеличении свыше 25 мас. % снижается белизна изделий и повышается температура обжига.

При содержании каолина свыше 18 мас.% ухудшается спекаемость массы и уменьшается прочность изделий, а уменьшение содержания каолина ниже 12 мас.% приводит к снижению белизны и термостойкости изделий.

При увеличении содержания полевого шпата свыше 12 мас.% увеличивается склонность изделий к деформации, а его уменьшение ниже 7 мас.% увеличивает температуру обжига.

Уменьшение содержания в составе массы топазовой руды ниже 7 мас.% ведет к уменьшению белизны, термостойкости и понижению прочности изделий, а увеличение свыше 15 мас. % - к избыточному содержанию в составе массы фтора, который не до конца усваивается стеклофазой и способен выделяться в виде газообразных продуктов, разрыхляющих стеклофазу и ведущих к появлению таких дефектов, как "прыщ" и "пузырь" на поверхности изделий. Разрыхление стеклофазы также способствует понижению термостойкости и прочностных характеристик изделий.

В табл. 2 приведен химический состав компонентов для приготовления фарфора.

Подготовку массы производят следующим способом. Глину евсинскую обогащают мокрым способом в гидроциклоне или на сите 0,1-0,3 мм. Далее подготовку массы производят совместным тонким мокрым помолом сырьевых компонентов в шаровой мельнице уралитовыми шарами до остатка на сите N 0063 менее 1%. Из приготовленного шликера методом шликерного литья в гипсовые формы формуются керамические изделия. Далее изделия сушат при 100-140^oC, обжигают на утиль при 800 - 850^oC, после чего изделия глазуруют. Толстостенные изделия глазуруют непосредственно после сушки. Окончательный (политой) обжиг проводят при температуре 1150 - 1200^oC.

Пример 1. Для изготовления керамической массы все каменистые компоненты дробят на щековой дробилке до размера менее 3 мм и пропускают через магнитный сепаратор. После этого измельчение всех компонентов керамической массы производится совместным тонким мокрым помолом в шаровой мельнице уралитовыми шарами до остатка на сите N 0063 менее 1% при влажности шликера 33-37%. В качестве электролита используют углещелочной реагент (УЩР). Изделия изготавливают шликерным литьем в гипсовые формы, затем сушат при 100-140^oC до остаточной влажности 1-2% и обжигают в печи на утильный обжиг при 800-850^oC. Изделия после утиля глазуруют и обжигают при 1150-1200^oC.

Пример 2. Шликер, приготовленный по примеру 1, заливают в гипсовые формы. После набора черепка и подвялки изделий формы разбирают, изделия сушат при 100-140^oC до остаточной влажности менее 1%. Высушенные изделия с толщиной черепка 7-12 мм глазуруют, подсушивают и обжигают при 1150-1200^oC.

Свойства обожженных изделий приведены в табл. 3.

Введение топазовой руды в керамическую массу улучшает прочность благодаря тому, что топаз 2Al₂O₃ · SiO₂ · (F, OH)₂, включающий оксиды алюминия и кремния в соотношении, близком к таковому в муллите, при обжиге разлагается и переходит в муллит. Образовавшиеся муллитовые новообразования играют роль дополнительных центров кристаллизации муллита. Повышение количества основной кристаллической фазы в фарфоре - муллита положительно сказывается на повышении белизны изделий и на увеличении прочности. Образующийся при разложении топаза фтор-ион является очень эффективным минерализатором, способствующим ускорению муллитообразования в глинистых компонентах при пониженных температурах обжига. Фтор-ион до некоторых пределов усваивается стеклофазой и способствует повышению ее реакционной способности, что позволяет вести обжиг до полного спекания при невысоких температурах. Фтор-ион обладает глушащим действием на стеклофазу, что дополнительно способствует повышению белизны изделий.

Использованная литература
1. А.С. N 1044615 МКИ C 04; В 33/24, 1983.

2. А.С. N 409993 МКИ C 04, B 33/00, 1974.

Формула изобретения

Керамическая масса для изготовления фарфоровых изделий, включающая глину евсинскую, глину обскую, каолин, полевой шпат, фарфоровый череп, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит топазовую руду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина евсинская - 26 - 59
Глина обская - 12 - 25
Каолин - 12 - 18
Полевой шпат - 7 - 12
Череп фарфоровый - 3 - 7
Топазовая руда - 7 - 15

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3