陶瓷青金石、用于制备陶瓷青金石的粉料及其制备和应用

摘要

本发明提供陶瓷青金石、用于制造人造青金石(陶瓷青金石)的陶瓷粉料、及制备方法和青金饰品，其中陶瓷粉料包括氧化铝、氧化硅、氧化钴、氧化铋、碳酸锶、硅酸锆和氧化镁。陶瓷青金石的制备方法，包括如下步骤：将陶瓷粉料混合球磨，利用陶瓷干压成型工艺成型，经高温烧结制得反射出青金石宝蓝色的陶瓷青金石。本发明提供的陶瓷粉料可制得宝蓝色的陶瓷制品，本发明的制备方法可制得反射出青金石宝蓝色的陶瓷青金石，可发射远红外线，发挥保健作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备陶瓷青金石的粉料、及陶瓷青金石及其制备方法。

背景技术

随着经济的起飞，科技的发达，现代人对物质的需求已经日趋多样化，衣着已经不能满足人们对外表的需求，饰品更是展现个人特质的必备之品。

然而时代的变迁，越来越多的文明病随之而来，现代人对健康这个概念可说是越来越重视。在佩戴饰品的同时，若能同时发挥保健的作用，不仅达到装饰的效果，也有益于身体健康。

青金石，是古波斯时代被喻为贵重的蓝宝石，是朝贡古埃及法老王的珍品。由于青金石呈宝蓝色，色泽沉着深邃、高雅尊贵，古埃及人对其极为尊崇。然而天然青金石，特别是品质上乘(颜色纯、无白无金)的天然青金石往往价格较为昂贵。开发一种可制得具有青金石色泽的青金陶瓷制品的陶瓷粉料、及陶瓷青金石非常有必要。

目前，市面上人造青金石多以塑料调色而成、或玻璃镀色仿制而成。塑料人造青金石不具有青金石的比重，颜色也容易失去光泽；玻璃镀色人造青金石颜色则不具持久性。

发明内容

为弥补现有技术中存在的缺陷，本发明第一方面提供一种用于制备陶瓷青金石的陶瓷粉料，利用该陶瓷粉料可制得宝蓝色的陶瓷制品。

本发明为达到第一方面目的，采用如下技术方案：

一种用于制造人造青金石(陶瓷青金石)的陶瓷粉料，包括氧化铝、氧化硅、氧化钴、氧化铋、碳酸锶、硅酸锆和氧化镁。

优选的，上述陶瓷粉料经混合球磨后，利用陶瓷干压成型工艺成型，经高温烧结制得反射出青金石宝蓝色的陶瓷青金石。所述高温烧结其烧结温度优选为1170～1320℃。

作为一种优选方案，所述陶瓷粉料包括如下质量百分比的各组分：AI₂O₃41.26～56.33％、SiO₂15.85～26.33％、CoO4.96～21.49％、Bi₂O₃3.23～15.88％、Sr₂CO₃5.00～14.37％、ZrSiO₄1.36～6.74％、MgO5.17～13.66％。

本发明第二方面提供一种制备陶瓷青金石的方法，该方法制备的陶瓷青金石与天然青金石色泽近似，且可发射远红外线，该陶瓷青金石可反射出青金石所具有的宝蓝色。

本发明为达到第二方面的目的，采用如下技术方案：

一种陶瓷青金石的制备方法，其步骤包括，将陶瓷粉料混合球磨，利用陶瓷干压成型工艺成型，经高温烧结制得反射出青金石宝蓝色的陶瓷青金石。

所述陶瓷干压成型工艺可以采用本领域现有的工艺。所述高温烧结优选为烧结温度1170～1320℃

作为一种具体实施方式，上述制备方法包括如下步骤，配置陶瓷粉料，然后进行球磨、烘干、粉碎、造粒、成型、烧结。

作为一种优选方案，制备方法中所述的陶瓷粉料为前文所述的陶瓷粉料。

作为一种优选实施方式，所述球磨按照如下步骤进行：将所述陶瓷粉料与水按照1:0.5～3的质量比混合后进行球磨，球磨至粒径为0.8-1.6μm。

作为一种优选实施方式，所述烘干按照如下步骤进行：将球磨后的物料在220～270℃进行烘干，烘干至含水率为0.6％-4.2％。

作为一种优选实施方式，所述粉碎为将烘干后物料粉碎至粒径为0.8-2.3μm；

作为一种优选实施方式，所述造粒按照如下步骤进行：将粉碎所得细粉和粘结剂溶液混合，然后经晒干、破碎得颗粒，所述颗粒粒径为40目-120目。

作为一种优选实施方式，所述粘结剂溶液为质量浓度5～20％的粘结剂水溶液，所述粘结剂溶液和细粉的质量比为3～8:4～6。粘结剂可具体采用本领域常用粘结剂。

优选的，所述烧结在1170～1320℃进行。在优选的烧结温度下烧结，制备的陶瓷青金石质地细腻，色泽与天然青金石更为接近。

本发明第三方面提供一种陶瓷青金石，经XRD检测，其晶体相主要由刚玉、二氧化硅(三种晶相，高温相)和硅酸钴组成。

进一步的，该陶瓷青金石按照上文所述的方法制得。

本发明第四方面提供一种青金饰品，该青金饰品含有上文所述的陶瓷青金石。该青金饰品具有天然青金石饰品所体现的高贵优雅，而且具有保健功效。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明提供的陶瓷粉料，为开发陶瓷青金石提供一种解决方案，可有效减低成本。利用该陶瓷粉料制得的陶瓷青金石，呈和天然青金石相似的宝蓝色，且可发射远红外线，发挥保健作用。

2、利用本发明提供的制备方法制备的陶瓷青金石无裂纹、无杂质，产品质量安全可靠。进一步采用优选的球磨、粉碎、造粒工艺，制备的产品质地更为细腻。

3、本发明提供的陶瓷青金石不仅丰富了陶瓷饰品的种类，且具有类似天然青金石的高雅尊贵的色泽，相对于采用天然青金石而言，大大降低了成本。

4、本申请发明人经过10多年研发，利用精密陶瓷技术，研发出无白无金的陶瓷青金石，陶瓷青金石比重与天然青金石相仿，色泽永久不变，解决了当前人造青金石所面临的问题。

附图说明

图1是远红外检测结果。

图2是XRD检测谱图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明：

实施例1一种陶瓷青金石

按照如下步骤制备：

1)称取陶瓷粉料，该陶瓷粉料包括如下质量百分比的各组分：氧化铝46％、氧化硅24％、氧化钴9％、氧化铋6％、碳酸锶5％、硅酸锆3％、氧化镁7％。

2)球磨：将粉料和水按照1:1的质量比混合，球磨24小时，球磨介质为氧化铝球或氧化锆，球磨后粒径在0.8～1.6μm

3)烘干：将球磨后的物料在240℃烘烤24h，烘干后含水率约为0.8％。

4)粉碎：将烘干的物料在震磨机中粉碎3小时，震磨介质为氧化铝球，粉碎后粒径在0.8～2.3μm。

5)造粒：向粉碎后的细粉和质量浓度11％的PVA水溶液按照4:4的质量比混合，搅拌15分钟至颗粒表面有水分，然后晒干、破碎后，得40～120目的颗粒。

6)成型：向颗粒中加硬脂酸锌，硬脂酸锌的用量为2wt％，挤压成型为密度2.3～2.4g/mm³，松重比1～1.5，含水量2～4％的半成品；

7)烧结：将半成品在1252～1264℃进行烧结，得陶瓷青金石。该陶瓷青金石呈宝蓝色，具有和天然青金石非常接近的色泽，且质地细腻，无裂纹，无杂质，无白无金。

对本实施例制造的陶瓷青金石进行物相分析，所用检测设备为日本理学D/Max 2500，结果可见图2。该陶瓷青金石的晶体相主要由刚玉、二氧化硅(三种晶相，高温相)和硅酸钴组成。

实施例2一种陶瓷青金石

按照如下步骤制备：

1)称取陶瓷粉料，该陶瓷粉料包括如下质量百分比的各组分：氧化铝43％、氧化硅25％、氧化钴7％、氧化铋6％、碳酸锶6％、硅酸锆6％、氧化镁7％。

2)球磨：将粉料和水按照1:0.8的质量比混合，球磨24小时，球磨介质为氧化铝球或氧化锆，球磨后粒径在0.8～1.6μm

3)烘干：将球磨后的物料在260℃烘烤24h，烘干后含水率约为1.5％。

4)粉碎：将烘干的物料在震磨机中粉碎3小时，震磨介质为氧化铝球，粉碎后粒径在0.8～2.3μm。

5)造粒：将粉碎后的细粉和质量浓度18％的PVA水溶液按照6:4的质量比混合，搅拌15分钟至颗粒表面有水分，然后晒干、破碎后，得40～120目的颗粒。

6)成型：向颗粒中加硬脂酸锌，硬脂酸锌的用量为3wt％，挤压成型为密度2.3～2.4g/mm³，松重比1～1.5，含水量2～4％的半成品；

7)烧结：将半成品在1200～1270℃进行烧结，得陶瓷青金石。该陶瓷青金石呈宝蓝色，具有和天然青金石非常接近的色泽，且质地细腻，无裂纹，无杂质。

对本实施例制造的陶瓷青金石进行物相分析，所用检测设备为日本理学D/Max 2500，该陶瓷青金石的晶体相主要由刚玉、二氧化硅(三种晶相，高温相)和硅酸钴组成。

实施例3一种陶瓷青金石

按照如下步骤制备：

1)称取陶瓷粉料，该陶瓷粉料包括如下质量百分比的各组分：氧化铝44％、氧化硅22％、氧化钴15％、氧化铋6％、碳酸锶6％、硅酸锆2％、氧化镁5％。

2)球磨：将粉料和水按照1:2的质量比混合，球磨24小时，球磨介质为氧化铝球或氧化锆，球磨后粒径在0.8～1.6μm

3)烘干：将球磨后的物料在220℃烘烤24h，烘干后含水率约为2％。

4)粉碎：将烘干的物料在震磨机中粉碎3小时，震磨介质为氧化铝球，粉碎后粒径在0.8～2.3μm。

5)造粒：向粉碎后的细粉和质量浓度16％的PVA水溶液按照5:4的质量比混合，搅拌15分钟至颗粒表面有水分，然后晒干、破碎后，得40～120目的颗粒。

6)成型：向颗粒中加硬脂酸锌，硬脂酸锌的用量为2wt％，挤压成型为密度2.3～2.4g/mm³，松重比1～1.5，含水量2～4％的半成品；

7)烧结：将半成品在1260～1280℃进行烧结，得陶瓷青金石。该陶瓷青金石呈宝蓝色，具有和天然青金石非常接近的色泽，且质地细腻，无裂纹，无杂质。

对本实施例制造的陶瓷青金石进行物相分析，所用检测设备为日本理学D/Max 2500，该陶瓷青金石的晶体相主要由刚玉、二氧化硅(三种晶相，高温相)和硅酸钴组成。

产品检测

对实施例1～3制备的陶瓷青金石进行检测，其中图1所示为实施例1的产品送至中国计量科学研究院的检测结果，在人手腕上佩戴实施例1的陶瓷青金石制成的手链，图1中各图像均为人体的红外成像，分别是：未使用(佩戴)时的对比图像、刚使用时的图像、使用10分钟后的图像、使用30分钟后的图像。检测结果显示光谱响应范围为3～14微米，可见本发明实施例1制备的陶瓷青金石可发射远红外线。实施例2-3的检测结果与实施例1基本相同，不再赘述。

对实施例1-3的产品进行放射性核素检测，测试方法参照GB6566-2010建筑材料放射性核素限量法。下表1～2示出了实施例1产品的检测结果，实施例2-3的检测结果和实施例1相似，不再赘述。

表1

表2

对实施例1～3的产品进行RoHS指令2011/65/EU附录II的修正指令(EU)2015/863的检测项目进行检测，检测结果显示，产品中镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚、邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸丁苄酯、DEHP、DIBP的测试结果均符合欧盟RoHS指令2011/65/EU附录II的修正指令(EU)2015/863的限值要求。

从检测结果可见，本发明制备的陶瓷青金石质量安全，且是一种具有远红外线保健作用的产品。

人们佩戴本发明制备的具有远红外保健作用的饰品，可舒缓并改善浮躁的情绪和疲倦感，同时可促进提高抗病能力，改善和促进血液循环，缓解疲劳、神经衰弱，亦可美容护肤。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。