一種抗折性強的微晶玻璃及其製備方法

2023-04-23 00:15:26 1

專利名稱：一種抗折性強的微晶玻璃及其製備方法
一種抗折性強的微晶玻璃及其製備方法技術領域
本發明主要涉及一種微晶玻璃及其製備方法，尤其涉及一種抗折性強的微晶玻璃及其製備方法。
背景技術：
微晶玻璃，又稱玻璃陶瓷，是綜合玻璃和陶瓷技術發展起來的一種新型材料，是微晶體和玻璃相均勻分布的材料，其理化性能集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優點，如機械強度高、耐腐蝕、耐熱、耐磨、抗氧化性能好、電性能優良、膨脹係數可調、熱穩定性好等， 且優於天然石材和陶瓷，可用於建築幕牆及室內高檔裝飾，還可做機械上的結構材料，電子、電工上的絕緣材料，大規模集成電路的底板材料，微波爐耐熱系列器皿，化工與防腐材料和礦山耐磨材料等等，是具有發展前途的21世紀的新型材料。因而廣泛用於電子、化工、 軍事、航天、核工業和建築等領域。因微晶玻璃可用礦石、工業尾礦、冶金礦渣、粉煤灰、煤矸石等作為主要生產原料，且生產過過程中無汙染，產品本身無放射性汙染，故又被稱為環保產品或綠色材料，傳統生產的微晶玻璃的表層及其內層經常存在大量工藝性氣孔，而且抗折強度和耐水性等性能不強，限制了微晶玻璃的應用領域。發明內容
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種表面光潔緻密無氣孔、耐水、 抗折強度高的微晶玻璃及其製備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的一種抗折性強的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成煤矸石25-30、石英砂20-30、粉煤灰15-20、二氧化矽10-15、碳酸鈣10-15、蠟石 10-15、氧化鋅6-8、氧化招5-7、氧化鋇5-7、氧化鉀3_4、食鹽3_4、氟化鎂2_4、氟化|丐2-3 > 木炭2. 5-3、黏土 3-4、氧化砸2-3、氧化裡2-3、樹木灰2. 5-3、草木灰2-3、氧化納2-3、鍾長石 O. 25-0. 4、四硼酸鈉 O. 15-0. 3、五氧化二釩 O. 15-0. 3、二氧化鋯 O. 15-0. 2。
一種抗折性強的微晶玻璃的製備方法，包括以下步驟(1)將上述重量份的原料混合加入到玻璃熔爐內，在1520-1620°c的高溫下熔融成均勻的玻璃體；(2)將上述玻璃體直接投入水中，冷淬成玻璃顆粒，然後研成20-25Mm粉末，加入其重量1-3%的改性玻璃體粉末，混合均勻烘乾，並平鋪於帶有樹木灰隔離層的耐火材料的水平面上，鋪置厚度為20-24mm ；所述的改性玻璃體粉末的製備方法為將重量份為10-12的草木灰、重量份為3-5份的氧化鈣、重量份為52-56的石英砂、重量份為18-20的凹凸棒土、重量份為30-32的矽石粉， 混合加入玻璃熔爐中，加熱到1560-1650°C的高溫下，熔煉2-3小時，再降至1400-1450°C下 澄清1. 5-2小時，製得玻璃液，然後淬入冷水中得到碎璃體，再研磨成3-5 μ m改性玻璃體粉末；(3)將上述鋪置好的玻璃顆粒連同耐火材料置於電阻爐中，溫度制度常溫加熱到 340-360°C，升溫速率 6°C /min ;340-360°C加熱到 750-850°C，升溫速率 7°C /min ;在 750-900°C下保溫1.8-2h ;然後從900°C加熱到1350°C，升溫速率8°C /min ;在1350°C下保溫2. 5-3h,完成核化和晶化過程；(4)退火將上述晶化後的玻璃以4-5°C/min的退火降溫速度進行退火處理，當溫度降至於580-620°C時，保持恆溫30-40分鐘，然後再5_6°C /min速率升溫到850_900°C，然後再以6-7°C /min速率繼續降溫，當溫度降至於280_320°C時，再自然冷卻到室溫；(5)按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊。
本發明的優點是本發明生產的微晶玻璃平面度好、機械強度高、硬度大、具有良好的抗熱性、抗彎曲強度、耐腐蝕性和耐磨性，產品可製成各類管材、板材，可廣泛應用於建築上的耐磨耐腐蝕材料、建築裝飾材料、實驗室用加熱器具、高溫熱交換器、代石英玻璃、高溫窗、雷達天線罩等。
具體實施方式
實施例1一種抗折性強的微晶玻璃，它是由下述重量份(公斤)的原料組成煤矸石30、石英砂30、粉煤灰20、二氧化矽15、碳酸鈣15、蠟石15、氧化鋅8、氧化鋁7、 氧化鋇7、氧化鉀3、食鹽4、氟化鎂4、氟化鈣3、木炭2.5 、黏土 4、氧化硼3、氧化鋰3、樹木灰2.5、草木灰3、氧化鈉3、鉀長石O. 4、四硼酸鈉O. 3、五氧化二釩O. 15、二氧化鋯O. 2。
一種抗折性強的微晶玻璃的製備方法，包括以下步驟(1)將上述重量份的原料混合加入到玻璃熔爐內，在1620°c的高溫下熔融成均勻的玻璃體；(2)將上述玻璃體直接投入水中，冷淬成玻璃顆粒，然後研成25Mm粉末，加入其重量3% 的改性玻璃體粉末，混合均勻烘乾，並平鋪於帶有樹木灰隔離層的耐火材料的水平面上，鋪置厚度為24mm ；所述的改性玻璃體粉末的製備方法為將重量份為12的草木灰、重量份為5份的氧化鈣、重量份為56的石英砂、重量份為20的凹凸棒土、重量份為32的矽石粉，混合加入玻璃熔爐中，加熱到1650 V的高溫下，熔煉3小時，再降至1450 °C下澄清1. 5小時，製得玻璃液， 然後淬入冷水中得到碎璃體，再研磨成3-5 μ m改性玻璃體粉末；(3)將上述鋪置好的玻璃顆粒連同耐火材料置於電阻爐中，溫度制度常溫加熱到 360°C，升溫速率6°C /min ； 360°C加熱到850°C，升溫速率7°C /min ;在900°C下保溫2h ;然後從900°C加熱到1350°C，升溫速率8°C /min ;在1350°C下保溫2. 5h，完成核化和晶化過程；(4)退火將上述晶化後的玻璃以5°C/min的退火降溫速度進行退火處理，當溫度降至於620°C時，保持恆溫40分鐘，然後再6°C /min速率升溫到900°C，然後再以7°C /min速率繼續降溫，當溫度降至於320°C時，再自然冷卻到室溫；(5)按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊。
性能測試抗折強度測試採用MC009-wdsl0M型電子萬能材料性能試驗機利用三點彎曲法測定樣品的抗折強度，取6個條狀樣品(9mmX7mmX85mm)進行測試，計算抗折強度，最後求平均值。
顯微硬度測定用HXD-1000數字顯微硬度測試儀測定樣品的硬度，每個樣品測三個點，用平均值表示其顯微硬度，共測三個樣品，最後計算三個樣品的顯微硬度的平均值。
耐水性能測試採用粉末浸泡失重法進行測定(DTN12116)，將樣品粉碎，取40目下、60目上微晶玻璃粉2克，於50ml容量瓶中，加水至刻度，在98 ± 0.5 °C溫度下保溫60分鐘，測定其100cm2的失重率(mg/100cm2)。
測試結果1、樣品外觀質量表面緻密，無氣孔等缺陷，拋光後表面光亮。
2、機械性能平均抗折強度89. 7MPa，平均顯微硬度893. 3kgf/mm2。
3、耐水解等級1級，失重率為0. 282mg/100cm2。
權利要求
1.一種抗折性強的微晶玻璃，其特徵在於它是由下述重量份的原料組成 煤矸石25-30、石英砂20-30、粉煤灰15-20、二氧化矽10-15、碳酸鈣10-15、蠟石10-15、氧化鋅6-8、氧化招5-7、氧化鋇5-7、氧化鉀3_4、食鹽3_4、氟化鎂2_4、氟化|丐2-3 >木炭2. 5-3、黏土 3-4、氧化砸2-3、氧化裡2-3、樹木灰2. 5-3、草木灰2-3、氧化納2-3、鍾長石 0. 25-0. 4、四硼酸鈉 0. 15-0. 3、五氧化二釩 0. 15-0. 3、二氧化鋯 0. 15-0. 2。
2.一種如權利要求1所述的抗折性強的微晶玻璃的製備方法，其特徵在於包括以下步驟 (1)將上述重量份的原料混合加入到玻璃熔爐內，在1520-1620°C的高溫下熔融成均勻的玻璃體； (2)將上述玻璃體直接投入水中，冷淬成玻璃顆粒，然後研成20-25Mm粉末，加入其重量1-3%的改性玻璃體粉末，混合均勻烘乾，並平鋪於帶有樹木灰隔離層的耐火材料的水平面上，鋪置厚度為20-24mm ； 所述的改性玻璃體粉末的製備方法為將重量份為10-12的草木灰、重量份為3-5份的氧化鈣、重量份為52-56的石英砂、重量份為18-20的凹凸棒土、重量份為30-32的矽石粉，混合加入玻璃熔爐中，加熱到1560-1650°C的高溫下，熔煉2-3小時，再降至1400-1450°C下澄清1. 5-2小時，製得玻璃液，然後淬入冷水中得到碎璃體，再研磨成3-5 u m改性玻璃體粉末； (3)將上述鋪置好的玻璃顆粒連同耐火材料置於電阻爐中，溫度制度常溫加熱到340-360°C，升溫速率 6°C /min ;340-360°C加熱到 750-900°C，升溫速率 7°C /min ;在750-900°C下保溫1.8-2h ;然後從900°C加熱到1350°C，升溫速率8°C /min ;在1350°C下保溫2. 5-3h,完成核化和晶化過程； (4)退火將上述晶化後的玻璃以4-5°C/min的退火降溫速度進行退火處理，當溫度降至於580-620°C時，保持恆溫30-40分鐘，然後再5_6°C /min速率升溫到850_900°C，然後再以6-7°C /min速率繼續降溫，當溫度降至於280_320°C時，再自然冷卻到室溫； (5)按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊。
全文摘要
本發明公開了一種抗折性強的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成煤矸石25-30、石英砂20-30、粉煤灰15-20、二氧化矽10-15、碳酸鈣10-15、蠟石10-15、氧化鋅6-8、氧化鋁5-7、氧化鋇5-7、氧化鉀3-4、食鹽3-4、氟化鎂2-4、氟化鈣2-3、木炭2.5-3、黏土3-4、氧化硼2-3、氧化鋰2-3、樹木灰2.5-3、草木灰2-3、氧化鈉2-3、鉀長石0.25-0.4、四硼酸鈉0.15-0.3、五氧化二釩0.15-0.3、二氧化鋯0.15-0.2。本發明生產的微晶玻璃平面度好、機械強度高、硬度大、具有良好的抗熱性、抗彎曲強度、耐腐蝕性和耐磨性，產品可製成各類管材、板材，可廣泛應用於建築上的耐磨耐腐蝕材料、建築裝飾材料。
文檔編號C03C10/00GK103030290SQ201210515378
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者毛慶雲 申請人:毛慶雲