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一種以方解石為主料的微晶玻璃及其制備方法

文檔序號:1875544閱讀:528來源:國知局
專利名稱:一種以方解石為主料的微晶玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明主要涉及一種微晶玻璃及其制備方法,尤其涉及一種以方解石為主料的微晶玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)
微晶玻璃,又稱玻璃陶瓷,是綜合玻璃和陶瓷技術(shù)發(fā)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(yōu)點,如機械強度高、耐腐蝕、耐熱、耐磨、抗氧化性能好、電性能優(yōu)良、膨脹系數(shù)可調(diào)、熱穩(wěn)定性好等,且優(yōu)于天然石材和陶瓷,可用于建筑幕墻及室內(nèi)高檔裝飾,還可做機械上的結(jié)構(gòu)材料,電子、電工上的絕緣材料,大規(guī)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(fā)展前途的21世紀(jì)的新型材料。因而廣泛用于電子、化工、軍事、航天、核工業(yè)和建筑等領(lǐng)域。因微晶玻璃可用礦石、工業(yè)尾礦、冶金礦渣、粉煤灰、方解石等作為主要生產(chǎn)原料,且生產(chǎn)過過程中無污染,產(chǎn)品本身無放射性污染,故又被稱為環(huán)保產(chǎn)品或綠色材料,傳統(tǒng)生產(chǎn)的微晶玻璃的表層及其內(nèi)層經(jīng)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(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷,提供一種表面光潔致密無氣孔。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種以方解石為主料的微晶玻璃,它是由下述重量份的原料組成
方解石59-64、石英砂20- 21、膨潤土 10-15、氟化鈣7_9、氧化鉀6_8、氧化鋁7_9、氧化鈉5. 6-7、氧化鎂6. 5-8、氧化鋅3-4、木炭3. 5_4、石膏3_4、氧化硼3. 2_5、滑石粉2_3、硼砂2-4、氧化裡2. 5-4、食鹽1_3、改性草木灰2. 3-3、氧化鎮(zhèn)O. 15-0. 2、_■氧化欽O. 6-0. 8、二氧化二銻O. 8-1.1、石英砂O. 2-0. 4、四硼酸鈉O. 3-0. 5 ;
所述的改性草木灰的制備方法為將草木灰用12-15%鹽酸浸泡3-4小時,去離子水洗漆,再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時,再用去離子水洗滌至中性,烘干,粉碎成超細粉末。一種以方解石為主料的微晶玻璃的制備方法,包括以下步驟
(1)將除了改性草木灰以外的原料組分混合加入到玻璃熔爐內(nèi),在1540-1600°c的高溫下熔煉2-3小時,再降至1410-1450°C下澄清1. 7-2小時,制得玻璃液;
(2)將上述表面澄清的玻璃液直接投入水中,冷淬成碎玻璃體,加入球磨機中,球磨成細度為O. 05-0. 07mm的玻璃粉末,烘干;
(3)將得到的玻璃粉末與上述重量份的改性草木灰混合,加入混合料重量3-5%的改性玻璃體粉末,混合均勻,在60-65MPa壓力下成型,得到生坯;
所述的改性玻璃體粉末的制備方法為將重量份為15-20的草木灰、重量份為50-58的石英砂、重量份為8-11的凹凸棒土、重量份為20-25的方解石,混合加入玻璃熔爐中,加熱到1500-1600°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,制得玻璃液,然后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;
(4)將生坯放入高溫箱式電阻爐中,溫度制度在室溫下以7-8°C/min速率升溫到300-3200C ;再以 3-50C /min 速率升溫到 780_820°C,保溫 1-1. 5h ;然后再以 6-8°C /min速率加熱到1220-1260。。,保溫3-3. 5h ;
(5)退火將上述晶化后的玻璃以3-5°C/min的退火降溫速度進行退火處理,當(dāng)溫度降至于580-600°C時,保持恒溫35-40分鐘,然后再6_8°C /min速率升溫到820_850°C,然后再以5-7°C /min速率繼續(xù)降溫,當(dāng)溫度降至于270_300°C時,再自然冷卻到室溫;
(6)出料,按照要求的尺寸切割成板塊,研磨拋光、修邊即可。本發(fā)明的優(yōu)點是
本發(fā)明生產(chǎn)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(chǎn)品可制成各類管材、板材,可廣泛應(yīng)用于建筑上的耐磨耐腐蝕材料、建筑裝飾材料、實驗室用加熱器具、高溫?zé)峤粨Q器、代石英玻璃、高溫窗、雷達天線罩等。
具體實施例方式實施例1
一種以方解石為主料的微晶玻璃,它是由下述重量份(公斤)的原料組成
方解石64、石英砂21、膨潤土 15、氟化鈣9、氧化鉀8、氧化鋁9、氧化鈉5. 6、氧化鎂6. 5、氧化鋅4、木炭3. 5、石膏3、氧化硼`3. 2、滑石粉3、硼砂4、氧化鋰2. 5、食鹽1、改性草木灰
2.3、氧化鎳O. 2、二氧化鈦O. 8、三氧化二銻1.1、石英砂O. 4、四硼酸鈉O. 5 ;
所述的改性草木灰的制備方法為將草木灰用15%鹽酸浸泡4小時,去離子水洗滌,再用12%氫氧化鈉溶液浸泡4小時,再用去離子水洗滌至中性,烘干,粉碎成超細粉末。一種以方解石為主料的微晶玻璃的制備方法,包括以下步驟
(1)將除了改性草木灰以外的原料組分混合加入到玻璃熔爐內(nèi),在1540°c的高溫下熔煉3小時,再降至1450°C下澄清1. 7小時,制得玻璃液;
(2)將上述表面澄清的玻璃液直接投入水中,冷淬成碎玻璃體,加入球磨機中,球磨成細度為O. 07mm的玻璃粉末,烘干;
(3)將得到的玻璃粉末與上述重量份的改性草木灰混合,加入混合料重量4%的改性玻璃體粉末,混合均勻,在65MPa壓力下成型,得到生坯;
所述的改性玻璃體粉末的制備方法為將重量份為20的草木灰、重量份為58的石英砂、重量份為11的凹凸棒土、重量份為25的方解石,混合加入玻璃熔爐中,加熱到1600°C的高溫下,熔煉3小時,再降至1450°C下澄清1. 5小時,制得玻璃液,然后淬入冷水中得到碎璃體,再研磨成5 μ m改性玻璃體粉末;
(4)將生坯放入高溫箱式電阻爐中,溫度制度在室溫下以8°C/min速率升溫到320°C;再以5°C /min速率升溫到820°C,保溫1.5h ;然后再以6_8°C /min速率加熱到1260°C,保溫 3. 5h ;
(5)退火將上述晶化后的玻璃以5°C/min的退火降溫速度進行退火處理,當(dāng)溫度降至于600°C時,保持恒溫40分鐘,然后再8°C /min速率升溫到850°C,然后再以7°C /min速率繼續(xù)降溫,當(dāng)溫度降至于300°C時,再自然冷卻到室溫;(6)出料,按照要求的尺寸切割成板塊,研磨拋光、修邊即可。性能測試
抗折強度測試采用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,最后求平均值。顯微硬度測定用HXD-1000數(shù)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,最后計算三個樣品的顯微硬度的平均值。耐水性能測試采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,于50ml容量瓶中,加水至刻度,在98 ± O. 5 °C溫度下保溫60分鐘,測定其IOOcm2的失重率(mg/100cm2)。 測試結(jié)果1、樣品外觀質(zhì)量表面致密,無氣孔等缺陷,拋光后表面光亮。2、機械性能平均抗折強度89. 6MPa,平均顯微硬度893. 8kgf/mm2。3、耐水解等級1級,失重率為0. 283mg/100cm2。
權(quán)利要求
1.一種以方解石為主料的微晶玻璃,其特征在于它是由下述重量份的原料組成 方解石59-64、石英砂20-21、膨潤土 10-15、氟化鈣7_9、氧化鉀6_8、氧化鋁7_9、氧化鈉5. 6-7、氧化鎂6. 5-8、氧化鋅3-4、木炭3. 5_4、石膏3_4、氧化硼3. 2_5、滑石粉2_3、硼砂2-4、氧化裡2. 5-4、食鹽1_3、改性草木灰2. 3-3、氧化鎮(zhèn)0. 15-0. 2、_■氧化欽0. 6-0. 8、二氧化二銻0. 8-1.1、石英砂0. 2-0. 4、四硼酸鈉0. 3-0. 5 ; 所述的改性草木灰的制備方法為將草木灰用12-15%鹽酸浸泡3-4小時,去離子水洗漆,再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時,再用去離子水洗滌至中性,烘干,粉碎成超細粉末。
2.一種如權(quán)利要求1所述的以方解石為主料的微晶玻璃的制備方法,其特征在于包括以下步驟 (1)將除了改性草木灰以外的原料組分混合加入到玻璃熔爐內(nèi),在1540-1640°C的高溫下熔煉2-3小時,再降至1400-1450°C下澄清1. 7-2小時,制得玻璃液; (2)將上述表面澄清的玻璃液直接投入水中,冷淬成碎玻璃體,加入球磨機中,球磨成細度為0. 05-0. 07mm的玻璃粉末,烘干; (3)將得到的玻璃粉末與上述重量份的改性草木灰混合,加入混合料重量3-5%的改性玻璃體粉末,混合均勻,在60-65MPa壓力下成型,得到生坯; 所述的改性玻璃體粉末的制備方法為將重量份為15-20的草木灰、重量份為50-58的石英砂、重量份為8-11的凹凸棒土、重量份為20-25的鈉長石,混合加入玻璃熔爐中,加熱到1500-1600°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,制得玻璃液,然后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; (4)將生坯放入高溫箱式電阻爐中,溫度制度在室溫下以7-8VMn速率升溫到300-320°C ;再以 3-5°C /min 速率升溫到 780_820°C,保溫 1_1. 5h ;然后再以 6_8°C /min速率加熱到1220-1260。。,保溫3-3. 5h ; (5)退火將上述晶化后的玻璃以3-5°C/min的退火降溫速度進行退火處理,當(dāng)溫度降至于580-600°C時,保持恒溫35-40分鐘,然后再6_8°C /min速率升溫到820_850°C,然后再以5-7°C /min速率繼續(xù)降溫,當(dāng)溫度降至于270_300°C時,再自然冷卻到室溫; (6)出料,按照要求的尺寸切割成板塊,研磨拋光、修邊即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以方解石為主料的微晶玻璃,它是由下述重量份的原料組成方解石59-64、石英砂20-21、膨潤土10-15、氟化鈣7-9、氧化鉀6-8、氧化鋁7-9、氧化鈉5.6-7、氧化鎂6.5-8、氧化鋅3-4、木炭3.5-4、石膏3-4、氧化硼3.2-5、滑石粉2-3、硼砂2-4、氧化鋰2.5-4、食鹽1-3、改性草木灰2.3-3、氧化鎳0.15-0.2、二氧化鈦0.6-0.8、三氧化二銻0.8-1.1、石英砂0.2-0.4、四硼酸鈉0.3-0.5;本發(fā)明生產(chǎn)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(chǎn)品可制成各類管材、板材,可廣泛應(yīng)用于建筑上的耐磨耐腐蝕材料、建筑裝飾材料。
文檔編號C03C10/00GK103030285SQ20121051531
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者毛慶云 申請人:毛慶云
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