骨质瓷坯料制备技术与配方范围详解

一、特点

骨质瓷是以磷酸钙为熔剂的“磷酸盐—高岭土—石英—长石”系统瓷。该瓷器白度高、透光性好，且光泽柔和，其烧后的物相主要是钙长石，磷酸三钙、残余石英、玻璃相所组成，因钙长石、磷酸三钙、玻璃相之间的折射率之差很小，因此其透明度极高，但由于其热稳定性差，脆性大，再加上烧成范围窄，因此其烧成工艺为两次烧成，即高温素烧（1200℃～1250℃），低温釉烧（温度为1100℃～1150℃），我国的唐山已大量生产骨质瓷，且名扬国内外，骨质瓷是制作高档餐具、茶具的理想佳品。

二、组成

骨质瓷以“Ca3（PO4）2—SiO2—CaO·Al2O3·2SiO2”三元相图为依据。 如图 2-4，从此图可看出，此系统有一个三元最低共熔点，且这共熔点的温度为1290℃，骨质瓷的组成就定在该点附近，在接近熔融温度的初期，液相增加量缓慢，而达到此其熔点时，液相量会急剧增加，为避免软塌变形，烧成温度应小于1290℃，最好在1200℃～1250℃，且通过实践发现，只有在略低于最大收缩的温度下采用长时间保温才能获得理想的制品。

由于骨质瓷中Fe3+在磷酸盐玻璃中为[FeO6]结构团，不显色，因此在氧化气氛下烧成的骨质瓷一般为纯白色，英国以生产骨质瓷而出名，其瓷质具有白里泛黄特点，且釉面光滑如镜，而我国的骨质瓷生产主要在唐山，其瓷质白又透，光泽柔和，是制作高档餐茶具的理想佳品。

图2-4　Ca3（PO4）2-SiO2-CaO·Al2O3·2SiO2三元系统相图

国内外骨质瓷的化学组成列于表（P602-9）

其坯式范围：

唐山试制的骨质瓷的坯式为：

三、配方

骨质瓷坯料配方中采用大量的骨灰Ca3（PO4）2，它主要以动物骨灰或磷灰石及天然的矿物磷酸盐引入，这些物质均属瘠性料，考虑到成形性能的要求，我们在配方中加入一定量的高岭土和强可塑性黏土（膨润土），另外还需加入石英、长石原料，其作用与在其他瓷中作用相同。

骨质瓷坯料的配方范围：骨灰20％～60％，长石8％～22％，高岭土25％～45％，石英9％～20％。(www.xing528.com)

考虑各地具体原料及生产条件的变化，各地骨质瓷配方也有变动。

我国及国外骨质瓷配方举例见表2-6、表2-7、表2-8

表2-6　中外骨质瓷配料组成

表2-7　国内外骨质瓷坯体配方

表2-8　中外骨灰质瓷的化学组成

四、生产难点

1.成形问题

骨质瓷中骨灰含量为50％左右为准，过多会发黄，考虑到骨灰是瘠性科，再加上石英、长石的引入，坯料可塑性太差，因此配料时要加一定量的黏土物质来调节其成形性能。

2.高温变形问题

由于达到1290℃时其依旧大量增加，会发生软化变形，因此在骨质瓷的烧成过程中烧成速度应缓慢，且温度控制在1290℃以下，并采用两次烧成工艺用高温素烧低温釉烧的方法来解决其烧成时的高温变形问题。