專利名稱：低膨脹透明黑色微晶玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
Li2O-Al2O3-SiO2透明微晶玻璃是上個(gè)世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型硅酸鹽材料。它是通過Li2O-Al2O3-SiO2系統(tǒng)玻璃在熱處理中析出大量負(fù)膨脹系數(shù)的微小晶相顆粒，使微晶玻璃整體能在某一溫度區(qū)域的膨脹系數(shù)達(dá)到或接近零的水平。由于這種微晶玻璃制造起來比較困難，開始這種材料是用在大型天文望遠(yuǎn)鏡和航天、軍事等方面。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，再加上低膨脹Li2O-Al2O3-SiO2系統(tǒng)微晶玻璃具有包括零膨脹在內(nèi)的可調(diào)的熱膨脹系數(shù)，較好的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)良的熱學(xué)、光學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性等，可以做成透明和不透明的，這些優(yōu)異的性能使得它多年來一直被人們所重視，在許多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用；在上個(gè)世紀(jì)80～90年代，開始用在民用方面，商業(yè)應(yīng)用越來越廣。如光學(xué)領(lǐng)域可以制造光學(xué)平鏡等；工業(yè)上可用作熱輻射的耐熱窗、高溫水銀燈部件等；其中耐熱玻璃器皿的生產(chǎn)大多采用Li2O-Al2O3-SiO2系統(tǒng)的微晶玻璃。目前正越來越受消費(fèi)者歡迎的電磁爐、雅樂爐上的面板就是用此類微晶玻璃材料做的。
背景技術(shù)：
U.S.Pat.No.4211820該發(fā)明描述了暖棕色透明微晶玻璃的制造過程，使用在電爐、雅樂爐、電磁爐上時(shí)，既美觀又安全。在該玻璃的基礎(chǔ)成分中加入一種著色劑，使玻璃透過色為暖棕色，透過紅光和紅外光，當(dāng)電爐絲通電紅熾時(shí)，人們可以通過玻璃看到，但玻璃的反射色為黑色，當(dāng)電爐絲斷電停止發(fā)熱時(shí)，人們又看不見爐灶內(nèi)部，既可避免意外燙傷，又能遮擋內(nèi)部。該產(chǎn)品的組成以氧化物重量百分比計(jì)為

U.S.Pat.No.3788865該發(fā)明指出了含有β-石英固熔體或者β-鋰輝石作為主晶相的顏色透明微晶玻璃的主要組成以氧化物重量百分比計(jì)為


著色劑包括V2O5，MnO2，Cr2O3，F(xiàn)e2O3，CuO，NiO和ZnS等等。
U.S.Pat.No.4461839揭示了一系列的著色微晶玻璃，著色劑為V2O5、Fe2O3、CeO2、WO3、NiO、SnO2，以β-石英固熔體為主晶相的透明微晶玻璃可以做到從黑色、褐色到紅色；以β-鋰輝石為主晶相的不透明微晶玻璃可以做到從褐色、灰色到藍(lán)色。該發(fā)明的特點(diǎn)是基礎(chǔ)玻璃中去掉了MgO，其主要組成以氧化物重量百分比計(jì)為


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在控制玻璃組份按照一定重量的氧化物比例制造出來的以β-石英固熔體為主晶相的低膨脹透明黑色微晶玻璃，該產(chǎn)品透過色為紅棕色反射色為黑色，其難點(diǎn)是在組分中去掉了有毒物質(zhì)澄清劑(As2O3和Sb2O3)，其組成以氧化物重量百分比計(jì)為

其中還含有0.3～3.5％的以下至少三種氧化物0～2.5％CeO2，0～0.6％V2O5，0～0.5％Fe2O3，0～2％CaO，0～1％NiO和0～1％CoO。
本發(fā)明還涉及制造所述微晶玻璃的方法，其包括以下5個(gè)步驟1、把混合好的配合料裝入坩堝放進(jìn)高溫爐里在1620～1650℃下進(jìn)行熔化；2、把上面熔化好的玻璃液冷卻后成型并在620～680℃左右進(jìn)行退火；3、把制品加熱到730～790℃左右并保溫1小時(shí)使其形成晶核；4、把制品加熱到870～930℃左右并保溫1小時(shí)使其晶核生長(zhǎng)并析出晶相；5、把制品冷卻至室溫。
具體實(shí)施例方式
按表一中的配方組成，準(zhǔn)確稱量好各種礦物原料和化工原料組成的配合料1000克，放在一個(gè)較大的陶瓷研缽里進(jìn)行混合均勻，然后裝入鉑金坩堝放在高溫爐里熔化，熔化溫度在1620～1650℃之間，熔化時(shí)間為15小時(shí)，并且伴有攪拌，等熔化好以后把它澆注在事先經(jīng)過預(yù)熱好的不銹鋼模具里用壓機(jī)壓制成φ260mm厚度4mm左右的板材，然后放進(jìn)退火窯在620～680℃左右退火。
表1





將表1中的每一種組分熔化、成型、退火后的樣品按照下面的熱處理制度進(jìn)行熱處理以200℃/h的升溫速率升溫到780℃并保溫1小時(shí)，使樣品內(nèi)部形成晶核；再以100℃/h的升溫速率升溫至890℃并保溫1小時(shí)，使晶核生長(zhǎng)并析出晶相；然后讓其在爐子里隨爐冷卻至室溫。用D/MAX-IIA型X衍射儀對(duì)其進(jìn)行晶相分析，用熱膨脹儀測(cè)定其在25℃～700℃之間的熱膨脹系數(shù)。所得數(shù)據(jù)見表2。(表中顏色指的是反射色，透過色均為紅棕色)表2


權(quán)利要求
1.一種以β-石英固熔體為主晶相的透明黑色微晶玻璃，在25℃～700℃之間其熱膨脹系數(shù)為-4～10×10-7/℃，其組成以氧化物重量百分比計(jì)為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃，其中還含有0.3～3.5％的以下至少三種氧化物0～2.5％CeO2，0～0.6％V2O5，0～0.5％Fe2O3，0～2％CaO，0～1％NiO和0～1％CoO。
3.制備權(quán)利要求1所述的微晶玻璃的方法，其中包括如下5個(gè)步驟(1)把混合好的配合料裝入坩堝放進(jìn)高溫爐里在1620～1650℃下進(jìn)行熔化；(2)把上面熔化好的玻璃液冷卻后成型并在620～680℃左右進(jìn)行退火；(3)把制品加熱到730～790℃左右并保溫1小時(shí)使其形成晶核；(4)把制品加熱到870～930℃左右并保溫1小時(shí)使其晶核生長(zhǎng)并析出晶相；(5)把制品冷卻至室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及Li
文檔編號(hào)C03B32/02GK1785872SQ20041009682
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月7日
發(fā)明者劉明志 申請(qǐng)人:劉明志