一种具有翡翠光学性能的陶瓷器的制造方法

摘要

本发明公开了一种具有翡翠光学性能的陶瓷器的制造方法。该方法以氢氧化铝和硅酸钠为原料，经过氢氧化钠催化反应，生成单硅酸铝钠，得到的单硅酸铝钠再与无机酸溶液和硅酸钠溶液混合反应，获得二硅酸铝钠固体粉末，最后经过高温烧结，得到具有翡翠光学性能又具有翡翠相同化学成分的陶瓷材料，该材料具有复合多晶体结构，密度2.35-2.58g/cm

说明书

技术领域

本发明涉陶瓷制造领域，特别是一种具有翡翠光学性能的陶瓷器的制造方法。

背景技术

玉石自古被视为吉祥避邪之物，是高尚、纯沽、典雅、富贵、安乐、幸福的象征，与金银相比，玉石在美观上略胜一筹。翡翠是玉石中最珍贵的品种之一，翡翠(Jadeite)的矿物名称叫“钠辉石”，也有人叫“硬玉”，分子式为NaAlSi₂O₆。翡翠是由无数细小的纤维状结晶纵横交织而成的致密集合体，称为“毡状结构”，非常牢固和坚韧。翡翠具有透明或者半透明的玻璃光泽，其晶体结构细腻，色调均匀，常带有鲜艳的绿色或者淡绿色，具有较强的观赏性，深受中华民族和东南亚各国人民的喜爱。优质翡翠产于缅甸密支那地区我国至今还没有找到翡翠矿床。经过多个世纪的挖掘，天然翡翠在自然界的存贮量已经很少，难以满足社会需要，使得天然翡翠的价格高居不下，并且具有快速上升的趋势。

面对市场供需矛盾，人们试图人工合成出高档次的翡翠。翡翠人工合成技术的研究从19世纪就开始了。20世纪60年代的贝尔(Bell)和罗茨勃姆(Roseboom)发现翡翠是一种低温高压矿物，必须在高压条件下才能合成，至此开始了真正意义上的翡翠合成研究工作。20世纪80年代我国吉林大学和中国科学院长春应用化学所、中国科学院贵阳地化所等单位也进行了合成翡翠的试验。但由于翡翠的特殊结构，很难实现由非晶体或其他晶体向钠铝辉石的晶体的转化。致色元素Cr也很难进入晶格中，所以合成效果都不理想，所得到的往往只是一些微晶粉末或者是含有大量玻璃体的翡翠成分的混合物。与此同时，20世纪80年代美国的通用电气公司也开始了合成翡翠的研究。2002年，GIA首次发表了有关宝石级合成翡翠的报道。人们采用合成宝石常用的焰熔法、熔融法、水热生长法和助熔剂熔化生长法来合成翡翠，及最近采用超高温超高压合成翡翠技术，均没有获得成功。

陶瓷在中国已经有几千年的历史，结合近代科学技术，陶瓷研究获得快速发展，低介电陶瓷、耐高温陶瓷、光学透明陶瓷等功能性陶瓷已经广泛应用。

综上所述，社会上已经合成翡翠，但是受合成技术的限制，合成翡翠的成本还很高，还没有实现商业化，还不能满足用来生产日常用器和家居装饰品的要求；陶瓷技术已经发展了几千年，生产陶瓷成本较低，但是不具备玉石的可观赏特性。因此，结合陶瓷制造技术和翡翠合成技术，制造出具有翡翠光学特性的陶瓷材料，进一步加工成型，来满足人类的日常生活用品和家居装饰用品具有一定的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有翡翠光学性能的陶瓷器的制造方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明的目的是提供一种具有翡翠光学性能的陶瓷器的制造方法。该方法以二硅酸铝钠(NaAlSi₂O₆)固体粉末，经过一次烧结，得到一次烧结固体；将一次烧结固体粉碎和研磨，得到二硅酸铝钠(NaAlSi₂O₆)的烧结固体粉末；最后以二硅酸铝钠(NaAlSi₂O₆)的烧结固体粉末为原料，经过机械压模成型后，放入高温烧结炉进行高温烧结，得到具有翡翠光学性能的陶瓷器。该陶瓷器具有多晶体结构，密度2.35-2.58g/cm³，其化学成分与翡翠的化学成分相同，又具有翡翠光学性能，故可称为翡翠玉瓷器。其制造工艺流程图如附图1，具体操作步骤如下：

1.二硅酸铝钠固体粉末一次烧结

取120-300目的二硅酸铝钠固体粉末，放入耐高温器皿中，再将盛有二硅酸铝钠固体粉末的耐高温器皿转移到高温炉中，在750-1150℃条件下烧结12-96h，自然冷却后，得到一次烧结原料，经过粉碎和研磨，得到80-300目的二硅酸铝钠(NaAlSi₂O₆)的烧结固体粉末，该烧结固体粉末的表观密度为1.20-1.65g/cm³。

2.二硅酸铝钠烧结固体粉末的压模成型

取80-300目的二硅酸铝钠烧结固体粉末放入模具中，通过50-2000Mpa机械压力作用，使二硅酸铝钠固体粉末压缩，形成具有特定结构的压模成型体，脱模后，得到压模成型体。

3.二硅酸铝钠压模成型体的烧结

将二硅酸铝钠压模成型体放到高温炉中，在950-1150℃条件下烧结12-96h，得到具有翡翠光学性能的二硅酸铝钠陶瓷器，该陶瓷器具有多晶体结构，密度2.35-2.58g/cm³。

本发明具有以下优点：

1.结合陶瓷技术和翡翠合成技术，生产出成本低的翡翠玉瓷器；

2.该方法制造的翡翠玉瓷器具有玻璃光泽，晶莹剔透，透明度高，硬度高，具有翡翠光学性能，具有较高的观赏性。经过进一步雕琢加工可以制成高档器皿、工艺品和高档家居装饰品。

附图说明

图1是本发明一种具有翡翠光学性能的陶瓷器的制造方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

1.二硅酸铝钠固体粉末一次烧结

取120-300目的二硅酸铝钠固体粉末，放入耐高温器皿中，再将盛有二硅酸铝钠固体粉末的耐高温器皿转移到高温炉中，在750℃条件下烧结96h，自然冷却后，得到一次烧结固体，经过粉碎和研磨，得到80目的二硅酸铝钠(NaAlSi₂O₆)的烧结固体粉末，该烧结固体粉末的表观密度为1.20g/cm³。

2.二硅酸铝钠烧结固体粉末的压模成型

取80目的二硅酸铝钠烧结固体粉末放入模具中，通过50Mpa机械压力作用，使二硅酸铝钠固体粉末压缩，形成具有特定结构特点的压模成型体，脱模后，得到压模成型体。

3.二硅酸铝钠压模成型体的烧结

将二硅酸铝钠压模成型体放到高温炉中，在950℃条件下烧结96h，得到具有翡翠光学性能的二硅酸铝钠陶瓷器，该陶瓷器具有多晶体结构，密度2.35-2.58g/cm³。

实施例2

1.二硅酸铝钠固体粉末一次烧结

取120-300目的二硅酸铝钠固体粉末，放入耐高温器皿中，再将盛有二硅酸铝钠固体粉末的耐高温器皿转移到高温炉中，在1150℃条件下烧结12h，自然冷却后，得到一次烧结原料，经过粉碎和研磨，得到180目的二硅酸铝钠(NaAlSi₂O₆)的烧结固体粉末，该烧结固体粉末的表观密度为1.53g/cm³。

2.二硅酸铝钠烧结固体粉末的压模成型

取180目的二硅酸铝钠烧结固体粉末放入模具中，通过2000Mpa机械压力作用，使二硅酸铝钠固体粉末压缩，形成具有特定结构特点的压模成型体，脱模后，得到压模成型体。

3.二硅酸铝钠压模成型体的烧结

将二硅酸铝钠压模成型体放到高温炉中，在1150℃条件下烧结12h，得到具有翡翠光学性能的二硅酸铝钠陶瓷器，该陶瓷器具有多晶体结构，密度2.35-2.58g/cm³。

实施例3

1.二硅酸铝钠固体粉末一次烧结

取120-300目的二硅酸铝钠固体粉末，放入耐高温器皿中，再将盛有二硅酸铝钠固体粉末的耐高温器皿转移到高温炉中，在920℃条件下烧结48h，自然冷却后，得到一次烧结原料，经过粉碎和研磨，得到300目的二硅酸铝钠(NaAlSi₂O₆)的烧结固体粉末，该烧结固体粉末的表观密度为1.65g/cm³。

2.二硅酸铝钠烧结固体粉末的压模成型

取300目的二硅酸铝钠烧结固体粉末放入模具中，通过1000Mpa机械压力作用，使二硅酸铝钠固体粉末压缩，形成具有特定结构特点的压模成型体，脱模后，得到压模成型体。

3.二硅酸铝钠压模成型体的烧结

将二硅酸铝钠压模成型体放到高温炉中，在1050℃条件下烧结48h，得到具有翡翠光学性能的二硅酸铝钠陶瓷器，该陶瓷器具有多晶体结构，密度2.35-2.58g/cm³。