本發(fā)明屬于瓷制品領(lǐng)域，具體涉及一種高抗熱震性骨質(zhì)瓷的制備方法。
背景技術(shù)：
骨質(zhì)瓷原稱骨灰瓷，通常也簡稱為骨瓷，是采用動物骨灰經(jīng)過脫脂漂洗、高溫煅燒以及許多特殊工藝制備而成的。骨瓷屬軟質(zhì)瓷，所使用的動物骨灰多為上等牛骨，因而骨瓷瓷質(zhì)細(xì)膩、釉面光潤、光澤柔和，有如脂似玉之感，極顯雍容華貴，并具有較高的透明度和一定的機(jī)械強(qiáng)度。在日用陶瓷中，骨質(zhì)瓷的應(yīng)用非常廣泛。
骨質(zhì)瓷的性能與其物相組成密切相關(guān)，傳統(tǒng)的骨質(zhì)瓷瓷坯物相組成主要是磷酸三鈣、鈣長石及一定含量的磷酸鹽玻璃相。具有瓷質(zhì)潔白、透光度高、光澤柔和等優(yōu)點，同時存在著抗熱震性較差的不足，提高骨質(zhì)瓷的抗熱震性是提高骨質(zhì)瓷質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)問題。
近年來，研究人員外骨質(zhì)瓷進(jìn)行了比較細(xì)致的研究分析，找出了骨質(zhì)瓷顯微結(jié)構(gòu)組成特性與物理性能的關(guān)系，取得了一些研究成果，為提高骨質(zhì)瓷的抗熱震性地研究提供了一定的理論依據(jù)。但在解決骨質(zhì)瓷抗熱震性方面仍未有大的突破，而且傳統(tǒng)骨質(zhì)瓷由于受其配方特點的制約，其抗熱震性差是影響骨質(zhì)瓷質(zhì)量的主要問題，也是限制骨質(zhì)瓷使用的主要原因，此問題是多年來許多科研人員致力解決的技術(shù)難題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前傳統(tǒng)骨質(zhì)瓷雖然具有瓷質(zhì)潔白、透光度高、光澤柔和等優(yōu)點，但是其抗熱震性較差，限制了骨質(zhì)瓷的使用的問題，提供了一種高抗熱震性骨質(zhì)瓷的制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：
一種高抗熱震性骨質(zhì)瓷的制備方法，具體制備步驟為：
（1）坯料原料：按重量份數(shù)計，取60～65份自制骨炭、32～34份蒙脫土、25～29份長石、13～16份白硼鈣石、11～13份石英砂、3～6份氧化鋰及2～7份腐植酸鈉，混合均勻，得坯料原料；
（2）坯體制備：將步驟（1）中的坯料原料放入球磨機(jī)中，按料、球和水質(zhì)量比1:3:1，向球磨機(jī)中加入鋼球和水，進(jìn)行球磨，得球磨混合物，再對球磨混合物進(jìn)行磁選除鐵，將磁選除鐵后的球磨混合物過200目篩，得篩下物，在室溫下陳腐，再將陳腐后的篩下物放入壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾，得到濾餅，并把濾餅放入模具中壓制成型，脫模，收集脫模物，得坯體；
（3）高抗熱震性骨質(zhì)瓷的制備：將步驟（2）中的坯體放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，再進(jìn)行拋光、吹塵，即可得高抗熱震性骨質(zhì)瓷。
所述步驟（1）中自制骨炭的制備方法為：
a、按重量份數(shù)計，取55～60份醋酸溶液、33～39份磷酸氫鈣、12～15份碳酸鈣、11～14份三聚磷酸鈉、10～13份羥乙基纖維素及1～3份氯化鈷，放入反應(yīng)釜中，設(shè)定溫度為90～95℃，攪拌30～40min，再向反應(yīng)釜中加入羥乙基纖維素等質(zhì)量的磷酸鈉，升溫至110～130℃，攪拌2～4h；
b、在上述攪拌結(jié)束后出料，得出料物，將出料物置于2～4℃下靜置結(jié)晶，再進(jìn)行過濾，得濾渣，并將濾渣置于105℃干燥箱中干燥，得干燥物，將干燥物進(jìn)行粉碎，對粉碎物過200目篩，收集過篩顆粒，得自制骨粉；
c、將上述自制骨粉在1050～1100℃下，煅燒3～6h，收集煅燒物，得自制骨炭。
所述步驟（2）中陳腐時間為3～6天。
所述步驟（2）中壓濾機(jī)的壓力為20～23mpa。
所述步驟（2）中濾餅的含水量為12～18％。
所述步驟（3）中燒結(jié)溫度為1170～1220℃，燒結(jié)時間為2～4h。
本發(fā)明有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明以碳酸鈣及磷酸氫鈣作為鈣源，在三聚磷酸鈉及磷酸鈉的環(huán)境下形成羥基磷酸鈣類物質(zhì)，同時添加鈷離子，結(jié)合鈷離子，增加了自制骨粉的熱穩(wěn)定性，同時鈷離子起到晶型調(diào)節(jié)物質(zhì)的作用，使獲得的自制骨粉具有良好的空間結(jié)構(gòu)和晶型，通過煅燒獲得自制骨炭，提高了可縮性，降低了收縮率，進(jìn)而使制備的高抗熱震性骨質(zhì)瓷抗熱震性能提高；
（2）本發(fā)明通過添加白硼鈣石，作為鈣源補(bǔ)充物，防止原料在制備過程中鈣的損失，同時增加硼、鋰等元素，進(jìn)一步提高了物料的熱穩(wěn)定性，從而獲得高抗熱震性骨質(zhì)瓷；
（3）本發(fā)明制得的高抗熱震性骨質(zhì)瓷在220℃至20℃熱交換五次，無裂紋出現(xiàn)，吸水率為0.02～0.04％，白度為92.3～94.6％，抗彎曲強(qiáng)度達(dá)到130～132mpa。
具體實施方式
自制骨粉的制備：先按重量份數(shù)計，取55～60份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37％醋酸溶液、33～39份磷酸氫鈣、12～15份碳酸鈣、11～14份三聚磷酸鈉、10～13份羥乙基纖維素及1～3份氯化鈷，放入反應(yīng)釜中，設(shè)定溫度為90～95℃，以200r/min攪拌30～40min；再向反應(yīng)釜中加入羥乙基纖維素等質(zhì)量的磷酸鈉，升溫至110～130℃，攪拌2～4h，攪拌結(jié)束后，自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，將出料物置于2～4℃冷藏室內(nèi)靜置40～50min，再進(jìn)行過濾，得到濾渣，并將濾渣置于105℃干燥箱中，干燥7～9h，得干燥物，并放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，對粉碎物過200目篩，收集過篩顆粒，得自制骨粉。
自制骨炭的制備：將自制骨粉放入煅燒爐中，設(shè)定溫度為1050～1100℃，煅燒3～6h，收集煅燒物，得自制骨炭。
高抗熱震性骨質(zhì)瓷的制備方法，按重量份數(shù)計，取如下原料，60～65份自制骨炭、32～34份蒙脫土、25～29份長石、13～16份白硼鈣石、11～13份石英砂、3～6份氧化鋰及2～7份腐植酸鈉，放入球磨機(jī)中，按料、球和水質(zhì)量比1:3:1，向球磨機(jī)中加入直徑為60mm的鋼球和水，以300r/min球磨6～9h，球磨結(jié)束后，將球磨機(jī)中的球磨混合物放入磁選機(jī)中磁選除鐵3～5次，隨后將除鐵后的球磨混合物過200目篩，得到過篩物，并陳腐3～6天，再將陳腐后的過篩物放入壓濾機(jī)中，以20～23mpa進(jìn)行壓濾，壓至壓濾物含水量至12～18％，得到濾餅，再將濾餅放入模具中，并將模具放入壓機(jī)中壓制成型，進(jìn)行脫模，收集脫模物，得坯體，將坯體放入燒結(jié)爐中，設(shè)定溫度為1170～1220℃，燒結(jié)2～4h，收集燒結(jié)物，進(jìn)行拋光、吹塵，即可得高抗熱震性骨質(zhì)瓷。
實例1
按重量份數(shù)計，取如下原料，60份自制骨炭、32份蒙脫土、25份長石、13份白硼鈣石、11份石英砂、3份氧化鋰及2份腐植酸鈉，放入球磨機(jī)中，按料、球和水質(zhì)量比1:3:1，向球磨機(jī)中加入直徑為60mm的鋼球和水，以300r/min球磨6h，球磨結(jié)束后，將球磨機(jī)中的球磨混合物放入磁選機(jī)中磁選除鐵3次，隨后將除鐵后的球磨混合物過200目篩，得到過篩物，并陳腐3天，再將陳腐后的過篩物放入壓濾機(jī)中，以20mpa進(jìn)行壓濾，壓至壓濾物含水量至12％，得到濾餅，再將濾餅放入模具中，并將模具放入壓機(jī)中壓制成型，進(jìn)行脫模，收集脫模物，得坯體，將坯體放入燒結(jié)爐中，設(shè)定溫度為1170℃，燒結(jié)2h，收集燒結(jié)物，進(jìn)行拋光、吹塵，即可得高抗熱震性骨質(zhì)瓷。
實例2
按重量份數(shù)計，取如下原料，63份自制骨炭、33份蒙脫土、27份長石、15份白硼鈣石、12份石英砂、5份氧化鋰及5份腐植酸鈉，放入球磨機(jī)中，按料、球和水質(zhì)量比1:3:1，向球磨機(jī)中加入直徑為60mm的鋼球和水，以300r/min球磨7h，球磨結(jié)束后，將球磨機(jī)中的球磨混合物放入磁選機(jī)中磁選除鐵4次，隨后將除鐵后的球磨混合物過200目篩，得到過篩物，并陳腐5天，再將陳腐后的過篩物放入壓濾機(jī)中，以21mpa進(jìn)行壓濾，壓至壓濾物含水量至15％，得到濾餅，再將濾餅放入模具中，并將模具放入壓機(jī)中壓制成型，進(jìn)行脫模，收集脫模物，得坯體，將坯體放入燒結(jié)爐中，設(shè)定溫度為1190℃，燒結(jié)3h，收集燒結(jié)物，進(jìn)行拋光、吹塵，即可得高抗熱震性骨質(zhì)瓷。
實例3
按重量份數(shù)計，取如下原料，65份自制骨炭、34份蒙脫土、29份長石、16份白硼鈣石、13份石英砂、6份氧化鋰及7份腐植酸鈉，放入球磨機(jī)中，按料、球和水質(zhì)量比1:3:1，向球磨機(jī)中加入直徑為60mm的鋼球和水，以300r/min球磨9h，球磨結(jié)束后，將球磨機(jī)中的球磨混合物放入磁選機(jī)中磁選除鐵5次，隨后將除鐵后的球磨混合物過200目篩，得到過篩物，并陳腐6天，再將陳腐后的過篩物放入壓濾機(jī)中，以23mpa進(jìn)行壓濾，壓至壓濾物含水量至18％，得到濾餅，再將濾餅放入模具中，并將模具放入壓機(jī)中壓制成型，進(jìn)行脫模，收集脫模物，得坯體，將坯體放入燒結(jié)爐中，設(shè)定溫度為1220℃，燒結(jié)4h，收集燒結(jié)物，進(jìn)行拋光、吹塵，即可得高抗熱震性骨質(zhì)瓷。
將上述實施例所得的高抗熱震性骨質(zhì)瓷進(jìn)行檢測，結(jié)果如表一所示。
檢測儀器及方法為：白度檢測儀，陶瓷吸水率檢測儀（浸泡時間1～999h連續(xù)可調(diào)），用三點負(fù)荷法測定陶瓷材料室溫抗彎強(qiáng)度。
表一：高抗熱震性骨質(zhì)瓷性能
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。