新型骨质瓷制备工艺与性能研究

论文摘要

骨质瓷是在陶瓷原料中掺入动物骨灰,经高温烧制而成的瓷器,是当今世界上公认的高档日用陶瓷。本文以骨粉、高岭土、长石、石英为原料,采用注浆成型的方法制备出骨质瓷,系统地研究了骨粉处理工艺、骨质瓷的配方、注浆成型工艺和烧成工艺对骨质瓷性能的影响规律,主要研究结果如下:1、骨粉处理工艺结果表明,将骨粉再次煅烧到1200℃以上,骨质瓷浆料的流动性变好,能有效解决骨质瓷浆料流动差的难题。并且,将再煅烧后的骨粉球磨至平均粒径D50小于1μm,然后水洗,再配制成骨瓷浆料,其成瓷烧成范围比常规方法要增加20℃左右。2、以Ca3（PO4）2-Al2O3-SiO2相图为依据,研究了骨质瓷组成、显微结构和性能之间的关系。在此基础上,通过正交设计制定了一系列的坯料组成,对试样的流动性、抗弯强度、白度和收缩率进行了综合实验和分析,确定了合理的坯料组成:骨粉55%,高岭土30%,长石15%,石英10%左右。3、注浆成型工艺表明,采用各种原料先细磨后混料的工艺所制备试样的性能明显优于各种原料共混磨工艺。实验表明,当骨粉、高岭土、长石、石英的平均中值粒径D50分别为0.90μm、4.39μm、2.40μm、8.04μm左右时,可制备流动性好,白度和抗弯强度高的骨质瓷坯体。4、研究骨质瓷坯体在烧成过程中的变化,制定了合理的烧成制度,实验结果表明:在1240℃保温2h所制备的骨质瓷性能要好于在1250℃（理论烧成温度）所制备的骨质瓷性能。在最优的工艺条件下所制备瓷体的白度为92.97%,体积密度为2.70g/cm3,抗弯强度为114.84MPa,收缩率为16.83%,透光度为27.14%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 骨质瓷的发展历史及其应用
• 1.1.1 骨质瓷国外发展概况
• 1.1.2 骨质瓷国内发展概况
• 1.2 骨质瓷的研究进展
• 1.2.1 骨质瓷的组成与结构
• 1.2.2 骨质瓷物理性能的研究进展
• 1.2.3 骨质瓷制备工艺
• 1.3 本课题研究背景及主要研究内容
• 1.3.1 研究背景
• 1.3.2 主要的研究内容
• 第二章 实验方案设计及研究方法
• 2.1 实验药品和主要仪器
• 2.1.1 实验原材料及化学组成
• 2.1.2 实验仪器与设备
• 2.2 实验工艺流程
• 2.3 分析测试方法
• 2.3.1 流变性能测试
• 2.3.2 粒度测量
• 2.3.3 热分析
• 2.3.4 线收缩率测试
• 2.3.5 抗弯强度测试
• 2.3.6 密度测试
• 2.3.7 红外吸收光谱（IR）测试
• 2.3.8 X射线衍射法物相分析
• 2.3.9 显微结构分析
• 2.3.10 白度测试
• 2.3.11 化学成分分析
• 2.3.12 透光性能测试
• 第三章 骨粉处理及辅料选择
• 3.1 骨粉处理工艺对骨瓷性能的影响
• 3.1.1 骨头的组成与结构
• 3.1.2 骨粉的锻烧温度对骨瓷性能的影响
• 3.1.3 骨灰的除碱对骨瓷坯体的影响
• 3.2 其它原料的选择
• 3.2.1 粘土的选择
• 3.2.2 石英和长石的选择
• 3.3 分散剂的选择
• 3.4 本章小结
• 第四章 骨质瓷坯体的制备工艺研究与性能分析
• 4.1 骨质瓷配方的设计研究
• 4.1.1 不同配方对瓷体性能的影响
• 4.1.2 骨瓷配方组成范围的选择
• 4.2 浆料制备工艺的研究
• 4.2.1 球磨时间对骨质瓷性能的影响
• 4.2.2 粒度级配优化设计
• 4.2.3 两种制浆工艺的对比
• 4.3 瓷坯烧成工艺的研究
• 4.3.1 干燥
• 4.3.2 烧成
• 4.3.3 冷却
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文