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骨质瓷原称骨灰瓷,18世纪发源于英国,是一种以煅烧处理的动物骨粉为主要原料,同时掺入部分粘土、长石、石英等矿物原料,采用高温素烧、低温釉烧二次烧成工艺烧制的软质瓷,拥有“薄如纸、明如镜、白如玉、声如罄”的美誉,是当今世界上公认的最高档的日用陶瓷。本文以动物骨灰、长石、各种粘土、石英、方解石等为基本原料,采用注浆成型方法制备骨质瓷坯体,系统地研究了泥料粒度分布、分散剂的种类与含量、含水率以及泥料pH值对骨质瓷注浆泥料浆料性能的影响;分别研究了掺杂少量的锆英石、氧化铝、锆英石与氧化铝混合物以及氧化铝与氧化镁混合物对骨质瓷烧结坯体的致密化烧结温度、烧结温度范围、弯曲强度、透光性能、维氏硬度、抗热震性等各项性能的影响;还研究了利用合成骨粉替代动物骨灰制备的骨质瓷的各项性能。主要研究内容包括: ⑴制备骨质瓷注浆浆料的最佳条件:料水球质量比1∶1∶2.5、球磨时间16h、泥料pH为8.3左右、解胶剂为水玻璃0.18wt%、腐植酸钠0.55wt%、含水率33wt%、解胶球磨时间2h;最终得到的骨质瓷浆料的粘度约为1000mPa·s,且流动性和触变性较好。 ⑵当骨质瓷坯体单独掺杂锆英石时,以1wt%为最佳,骨质瓷坯体的弯曲强度达到150MPa以上、抗热震性满足200~20℃热交换一次不裂、维氏硬度达到HV400以上,但是透光率略有降低,约为6.2%/2mm,低于未掺杂其他物质的骨质瓷样品的6.7%/2mm,锆英石掺杂越多,骨质瓷的透光率越差;当骨质瓷中掺杂少量的氧化铝时,以掺杂1wt%效果最佳,其弯曲强度达到150MPa、抗热震性满足200~20℃、维氏硬度达到HV200以上、透光率达到7.4%/2mm,但是掺杂氧化铝提高了骨质瓷的烧结温度,达到1260℃以上,且缩小了烧结温度范围,仅有10~15℃,所以掺杂量也不应过高。 ⑶当锆英石和氧化铝复合掺杂骨质瓷时,锆英石可以降低氧化铝对骨质瓷烧结温度的影响,而氧化铝可以降低锆英石对骨质瓷透光性能的影响,并且所得骨质瓷弯曲强度(约150MPa)、抗热震性能(180℃,200~20℃)以及维氏硬度值(HV400)均较高;在掺杂1wt%氧化铝的基础上掺杂0.3wt%~0.5wt%的氧化镁,可以有效的降低因掺杂氧化铝而引起的烧结温度升高的问题,致密化烧结温度约为1235~1255℃,其弯曲强度约为140MPa,透光性能较好,约为6.8%/2mm,抗热震性达到180℃(200~20℃),维氏硬度约为HV200,若氧化镁掺杂量较少,不足以降低骨质瓷的致密化烧结温度,若掺杂量过高,则会大大降低骨质瓷坯体的致密化程度,进而影响骨质瓷的各项物理性能。 ⑷利用合成骨粉替代天然骨粉制备的骨质瓷坯体,烧结温度范围为1245~1260℃,弯曲强度达到160MPa以上、透光率达到9.6%/2mm以上,抗热震性达到180℃(200~20℃)以上,维氏硬度达到HV300以上。