摘 要:本文主要論述了含鋰質(zhì)耐熱陶瓷原料配方的改進(jìn)，以及產(chǎn)品成形和燒成工藝的優(yōu)化，研制出具有優(yōu)良抗熱震性的特殊器型的耐熱陶瓷烹調(diào)器。

關(guān)鍵詞:特殊器型;耐熱;陶瓷烹調(diào)器

1 前 言

接觸食物的陶瓷制品稱為日用陶瓷，其類別有盤、碟、碗、杯、壺等。在GB/T3532-2009《日用瓷器》標(biāo)準(zhǔn)條款中規(guī)定:“小、中型日用瓷產(chǎn)品要求180℃至20℃熱交換一次不裂;大、特型產(chǎn)品160℃至20℃熱交換一次不裂”。由此可見，普通的日用瓷產(chǎn)品只能在常規(guī)條件下使用，不適用于特殊條件，特別是明火烹調(diào)的條件使用。適用于明火等特殊條件下使用的陶瓷容器，其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為:QB/T2580-2002《精細(xì)陶瓷烹調(diào)器》。該標(biāo)準(zhǔn)條款中規(guī)定:“中、小型耐熱陶瓷產(chǎn)品自400℃至20℃熱交換一次不裂;大型產(chǎn)品自350℃至20℃熱交換一次不裂”。

耐熱陶瓷烹調(diào)器并不少見，但特殊器型(如橢圓型、方型、長柄鍋和烤盤)則比較少見，這是因為該類制品的生產(chǎn)，在原料配方、成形工藝和燒成工藝等方面均存在特殊要求，而且技術(shù)難度較大。筆者通過研究和驗證，在該類產(chǎn)品研制的技術(shù)和工藝方面得到一定的收獲，與大家共享。

2 產(chǎn)品研制的主要環(huán)節(jié)

2.1原料配方及泥料加工

原料中加入適量的鋰輝石，能降低產(chǎn)品的熱膨脹系數(shù)，提高產(chǎn)品的抗熱震性能。上世紀(jì)九十年代，我國部分陶瓷產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)的耐熱陶瓷鍋的原料中已引入鋰輝石，而且加入的量較大，加入的鋰輝石多產(chǎn)自新疆。由于新疆產(chǎn)鋰輝石的鋰含量相對較低，加上泥料加工工藝較簡單，導(dǎo)致產(chǎn)品抗熱震性不理想或不穩(wěn)定。該類配方的原料比較適用于制作圓型等常規(guī)器型產(chǎn)品，不適于異型產(chǎn)品的生產(chǎn)。

筆者選用澳洲優(yōu)質(zhì)鋰輝石(澳洲精鋰)，主要化學(xué)成分為(wt%):Li2O 6.0;Fe2O3 ≤0.80;K2O 0.30;Na2O 0.25;Al2O3 22.00;SiO2 68.00;CaO 0.25;P2O5 0.20;MnO 0.10;TiO2 0.10。對澳洲鋰輝石進(jìn)行高溫煅燒。選用的高嶺土經(jīng)過機(jī)碓(機(jī)械捶打)處理，使顆粒形狀成為較長而帶菱形，提高原料的致密度和可塑性。以鋰輝石、高嶺土、長石等礦物料組合而成的泥料，其主要化學(xué)成分詳見表1。

制成的泥料經(jīng)過充分練泥和陳腐處理，以提高泥料的可塑性和產(chǎn)品成形過程的適應(yīng)性。釉料中含有適量的氧化鋰，使釉料的熱膨脹系數(shù)與泥料相近。

2.2產(chǎn)品模具及成形工藝

特殊器型產(chǎn)品的成形技術(shù)難度較大，采用常規(guī)結(jié)構(gòu)的石膏模具生產(chǎn)時，很難在滾壓成形機(jī)上完成特殊器型的成形。針對這一難題，筆者研制出組合石膏模具，同時對滾壓成形機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，即拉長成形機(jī)連接公模的軸距，使產(chǎn)品成形過程中公?？梢愿鶕?jù)需要進(jìn)行進(jìn)退與升降，以完成不同角度的滾壓。組合模具的內(nèi)?？梢杂啥嗥M成，并由外模固定;產(chǎn)品脫胎時，內(nèi)外模分開后，內(nèi)模片拆除方便，不傷產(chǎn)品。以上方法解決了異型產(chǎn)品成形過程中造型與脫胎之間的矛盾，確保成形產(chǎn)品合格率的穩(wěn)定。

2.3 干修坯

常規(guī)的陶瓷制品絕大多數(shù)采用半濕修坯。采用含鋰材料制成的泥質(zhì)胎體的強(qiáng)度較差，必須在基本干燥時才能達(dá)到較好的強(qiáng)度。因此采用干修坯的方式，可以減少修坯過程對產(chǎn)品的損傷，確保泥質(zhì)胎體的質(zhì)量。

2.4產(chǎn)品施釉

由于泥質(zhì)胎體比較干燥，在施釉中容易引起釉層的不均勻。應(yīng)在施釉前對產(chǎn)品表面作濕度處理，也就是在產(chǎn)品表面噴或刷上清水，使胎體表面的含水率保持在5%～10%，然后再進(jìn)行施釉，確保釉層均勻，不缺釉、不流掛。

2.5產(chǎn)品燒成

產(chǎn)品采用氧化氣氛燒成，最高燒成溫度為1280℃±5℃。在產(chǎn)品燒成階段，應(yīng)適當(dāng)延長燒成時間，使產(chǎn)品充分析晶。異型產(chǎn)品的各個部位燒成收縮率差距較大，太快的燒成和收縮，容易引起產(chǎn)品的變形、開裂，這些現(xiàn)象有時會在出窯或使用過程中出現(xiàn)。因此，產(chǎn)品燒成控制對產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和使用過程的抗熱震性均存在較大影響。

3 產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)

采用上述配方及工藝制成的產(chǎn)品，經(jīng)“廣東省陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站(潮州)”檢驗，產(chǎn)品質(zhì)量符合QB/2580-2002《精細(xì)陶瓷烹調(diào)器》標(biāo)準(zhǔn)要求。主要技術(shù)指標(biāo)及檢驗結(jié)果見表2。

為了進(jìn)一步驗證產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性，將產(chǎn)品再次進(jìn)行單項目檢驗，檢驗結(jié)果見表3。

4 結(jié) 論

(1) 泥料配方中保持適量的鋰含量，有利于提高產(chǎn)品的抗熱震性;泥料中的高嶺土采用機(jī)碓方法處理，有利于提高泥料的塑性，滿足異型產(chǎn)品成形的要求。

(2)拉長滾壓成形機(jī)的軸距，配套使用石膏組合模具，有利于異型產(chǎn)品的成形生產(chǎn)，而且能提高產(chǎn)品的合格率。

(3)干修坯方式適應(yīng)于異型耐熱陶瓷烹調(diào)器生產(chǎn)。

(4)適當(dāng)延長產(chǎn)品的燒成階段，有利于產(chǎn)品充分析晶，提高產(chǎn)品的抗熱震性，也能減少產(chǎn)品的開裂。

(5) 采用該配方及工藝生產(chǎn)的特殊器型耐熱陶瓷烹調(diào)器系列產(chǎn)品，目前已經(jīng)進(jìn)行批量生產(chǎn)，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。