一種浮法微晶玻璃及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種稀土摻雜快速微晶化的霞石基和鎂鋁榴石基微晶玻璃屬于微晶玻璃領(lǐng)域。微晶玻璃與現(xiàn)有建筑用玻璃相比，具有高機(jī)械強(qiáng)度、表面硬度、抗沖擊性和優(yōu)良的耐久、耐腐蝕性?？蓱?yīng)用于建筑材料、化工、電子、汽車、醫(yī)學(xué)和日常生活領(lǐng)域。其中在建筑材料方面用量最大。微晶玻璃作為建筑裝飾材料具有質(zhì)地堅(jiān)硬細(xì)膩、色澤艷麗、光澤度高和吸水性低等優(yōu)點(diǎn)，可代替天然花崗巖用作各類建筑物的室內(nèi)外墻面，地面和臺面的高級裝飾材料，還可望成為新型的幕墻玻璃基材。
【專利說明】一種淳法微晶玻璃及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及到一種稀土摻雜快速微晶化的霞石基和鎂鋁榴石基浮法微晶玻璃，屬 于微晶玻璃【技術(shù)領(lǐng)域】。 【背景技術(shù)】
[0002] 透明浮法微晶玻璃是一種具有優(yōu)良熱、力、光及化學(xué)性能的新型功能材料，在國防 尖端技術(shù)、微電子技術(shù)和化學(xué)化工等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 透明浮法微晶玻璃是通過對母體玻璃進(jìn)行熱處理而獲得的一種既含一定量晶相 又含殘余玻璃相的新型材料，它具有能透可見光、機(jī)械強(qiáng)度高及熱膨脹系數(shù)可調(diào)等特性，在 航空航天、電子、機(jī)械、化工、激光技術(shù)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)將成為 材料科學(xué)與工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
[0004] 微晶玻璃是通過熱處理溫度和時間，使玻璃基體中產(chǎn)生一定數(shù)量的微晶體而實(shí) 現(xiàn)，通常是將高溫熔制的玻璃體成型冷卻后，重新升溫到成核或晶體進(jìn)行長時間的保溫處 理才能獲得。為了縮短熱處理時間，常采用二步熱處理。即在微晶體成核溫度保溫一定時 間后，再升溫到晶體生長溫度恒溫處理，盡管如此，二步處理所需時間至少也要0. 5?2小 時。
[0005] 用于建筑裝飾的微晶玻璃板材屬于用量較大的建筑材料，然而，直到目前為止，建 筑微晶玻璃板材的生產(chǎn)工藝仍局限于高成本、低效率的小規(guī)模生產(chǎn)，不能像普通平板玻璃 一樣采用浮法工藝大規(guī)模、高效生產(chǎn)。當(dāng)今世界上Pilkington、PPG公司和洛玻集團(tuán)提出 的浮法工藝是制造高質(zhì)量、低成本平板玻璃的先進(jìn)技術(shù)。較高的成型速度是浮法生產(chǎn)工藝 的主要特點(diǎn)之一。在浮法玻璃生產(chǎn)線上，熔制好的玻璃熔體流入錫槽，當(dāng)玻璃從錫槽中拉 出時已形成固態(tài)、不同寬度和厚度的玻璃板；玻璃熔體在錫槽中從1050°C左右的高溫，只 經(jīng)歷幾分鐘至十幾分鐘的時間便冷卻到退火溫度(約600°C )，這樣快的冷卻速度顯然無法 滿足至今公開的大多數(shù)系統(tǒng)微晶玻璃實(shí)現(xiàn)微晶化的時間要求。而且部分在較高熔融溫度 (>1100°C)就發(fā)生結(jié)晶的微晶玻璃將會給整個熔制工藝、裝備和熔制過程帶來危害；此外， 在高于900°C開始結(jié)晶的玻璃熔體，會因熔制粘度的急劇增加而造成玻璃液在熔爐底部凝 結(jié)或給后繼成型工藝帶來困難。只有在成型溫度范圍（熔體粘度在1〇 6?1〇3泊時的溫度） 以下，經(jīng)過小于10分鐘的熱處理就能夠快速微晶化的微晶玻璃才適合連續(xù)浮法工藝。
[0006] 因此，現(xiàn)在用于建筑的微晶玻璃及其生產(chǎn)工藝存在下列不足：
[0007] 1.基體玻璃的結(jié)晶溫度偏高，不利于大規(guī)模浮法工藝生產(chǎn)的熔制和成型；
[0008] 2.微晶化熱處理時間過長，相應(yīng)帶來窯爐爐長過長，不能滿足連續(xù)高速生產(chǎn)的要 求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服上述已有技術(shù)的不足，能夠生產(chǎn)出具有較低結(jié)晶溫度的基體玻璃，在低 于成型溫度下經(jīng)短時間（小于10分鐘)熱處理可以快速微晶化的微晶玻璃，特提出本發(fā)明的 技術(shù)解決方案。
[〇〇1〇] 本發(fā)明的基本構(gòu)思是：
[〇〇11] 1)采用能夠促進(jìn)分相和較低成核溫度的氧化鈦和氧化鋯為成核劑；
[〇〇12] 2)引入稀土氧化物氧化鑭和氧化釔，一方面實(shí)現(xiàn)玻璃析晶活化能的降低，從而促 進(jìn)玻璃的析晶，另一方面，利用稀土 -堿土 -過渡金屬混合效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)玻璃的瞬間或迅速成 核，從而降低玻璃的析晶溫度和減少析晶時間；
[0013] 3)在基體玻璃成分中構(gòu)成多種氧化物氏03、？20 5、〇3〇、83〇、211〇和1102的共同作用， 使基體玻璃在高溫快速冷卻過程中能夠加速相分離、實(shí)現(xiàn)瞬間或快速成核和有穩(wěn)定的快速 結(jié)晶相；
[0014] 4)嚴(yán)格控制氧化鉀的含量，使具有稀土摻雜快速微晶化特性的霞石基和鎂鋁榴石 基晶型形成；通過快速冷卻到接近轉(zhuǎn)變溫度的熱處理制度，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)方案。
[0015] 本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種稀土摻雜快速微晶化的霞石基和鎂鋁榴石基微晶玻璃及其 生產(chǎn)方法：
[0016] 其成分包括有Si02、MgO、CaO、F、Na20、K 20、B203和A1203，其特征在于：還包括有： La203、Y203、BaO、P20 5、ZnO、Zr02 和 Ti02 ;
[0017] 所述微晶玻璃中各成分的重量百分比分別為：
[0018] Si0250 . 0% ?70. 0%，CaOlO. 0% ?25. 0%，F(xiàn)1. 5% ?6. 0%，Na205. 0% ?10. 0%， Κ200· 5% ?5. 0%，Β2031· 0% ?5. 0%，BaOl. 0% ?3. 0%，Ρ2050· 5% ?2. 5%，Ζη01· 0% ?6. 0%， Ti020 . 5% ?2. 0%，A12030% ?0· 5%，La2030 . 00 5% ?3. 0%，Υ2030· 005% ?3. 0%，Zr020 . 5% ? 2. 0% ；
[0019] 所述Na20和K20的總質(zhì)量占微晶玻璃的重量百分比為5. 0%?15. 0%，。
[0020] 在本發(fā)明一些實(shí)施例中，所述La203的重量百分比可以為0. 2%?2. 0%，在另外的 實(shí)施例中，所述La203的重量百分比還可以為0. 01%?2. 5%，還可以為0. 05%?2. 0% ;同理， 在本發(fā)明一些實(shí)施例中，所述Y2〇3的重量百分比可以為0. 2%?2. 0%，在另外的實(shí)施例中， 所述Υ2〇3的重量百分比還可以為0. 01%?2. 5%，還可以為0. 05%?2. 0% ;在本發(fā)明一些實(shí) 施例中，所述Zr02的重量百分比可以為0. 5%?1. 0%，在另外的實(shí)施例中，所述Zr02的重量 百分比還可以為1. 0%?2. 5%，還可以為0. 8%?2. 0% ;
[0021] 在上述組成中可額外添加著色劑，能夠制得各種色彩明亮的微晶玻璃。
[0022] 氧化條件下，加入占配合料的重量百分比0. 8?2. 0%Μη0 (，額外加入）制得不同 紫色微晶玻璃，加入占配合料的重量百分比1. 〇?2. 5%Cu0制得不同湖藍(lán)色微晶玻璃，加入 占配合料的重量百分比0. 8?1. 2%Cr203制得不同綠色微晶玻璃，加入占配合料的重量百分 比0. 08?0. 5%C〇0制得不同藍(lán)色微晶玻璃，加入占配合料的重量百分比0. 5?1. 5%Fe203 制得不同灰色微晶玻璃；應(yīng)說明的是，上述著色劑可單獨(dú)加入，也可同時引入多種系列著色 齊U。改變著色劑的種類和比例，可以得到從紫、藍(lán)到綠的一系列顏色。在氧化條件下上述 著色劑顯示出的顏色比在還原條件下更為鮮艷，因此配料中要加少量的氧化劑，如：硝酸鈉 等。本發(fā)明對所述氧化條件的獲得沒有特殊的限制，如可以采用通入空氣或者氧氣來提供 氧化條件。
[0023] 還原條件下，加入占配合料的重量百分比0. 5?1. 0%CdS和0. 5?1. 0%Se，同時 增加占配合料的重量百分比2%Zn0,制得不同紅色微晶玻璃，加入占配合料的重量百分比 1. 5?2. 5%CeO,同時增加 Ti02的含量占配合料的重量百分比1?6. 5%之間，制得不同橙黃 色微晶玻璃。應(yīng)注意的是，配料中不能有硝酸鹽類的氧化劑，否則會導(dǎo)致硫化鎘的分解。本 發(fā)明對所述還原條件的獲得沒有特殊的限制，如可以采用通入氫氣的方式提供還原條件。
[0024] 本發(fā)明微晶玻璃的進(jìn)一步特征是，配料中雖采用了一定量的稀土元素氧化物，會 帶來成本的提升，但這些稀土元素可采用尾礦的形式引入，可有效降低成本；另一方面，配 料除了采用廉價(jià)的天然礦石原料和化工原料，如石英砂、石灰石、螢石和純堿等，還可以采 用某些工業(yè)廢渣代替部分天然礦物原料，如煉鋼工業(yè)排出的鐵渣、鋼渣等廢渣為原料。因 此，配料的成本可有效降低，與常規(guī)鈉鈣硅酸鹽玻璃原料的成本相當(dāng)。
[0025] 本發(fā)明所述的稀土摻雜快速微晶化的霞石基和鎂鋁榴石基微晶玻璃的生產(chǎn)方法 包括：配料、熔制，成型，微晶化熱處理和退火工藝，其特征在于：成型及微晶化熱處理工藝 為：
[0026] (1)玻璃熔體成型過程中快速冷卻到轉(zhuǎn)變溫度以下的溫度(約300?400°C)，再以 200?300°C /h迅速升溫到微晶化溫度以上40?50°C，恒溫5?10分鐘后緩慢冷卻到室 溫；
[0027] (2)或者將玻璃熔體冷卻到成型溫度（900?1150°C)成型后，以100?150°C / min快速冷卻到500°C，再以100?150°C /min迅速升溫到微晶化溫度以上120?150°C， 恒溫5?10分鐘后緩慢冷卻到室溫。
[0028] 本發(fā)明的微晶玻璃是按常規(guī)玻璃工藝熔制的。將本發(fā)明所確定的組成配料熔融， 熔制溫度為1400?1480°C ;制好的玻璃熔體分別按上述的兩種方法（S卩"（1)、（2)"）冷卻、 成型和微晶化熱處理；然后進(jìn)行退火處理消除內(nèi)應(yīng)力，便可以制取本發(fā)明所提供的微晶玻 3? 〇
[0029] 玻璃熔體經(jīng)冷卻至550°C或轉(zhuǎn)變溫度以下，然后重新升溫將導(dǎo)致玻璃基體內(nèi)發(fā)生 相的快速分離；玻璃整體快速分相又將促使大量晶核瞬間生成。快速分相導(dǎo)致晶核瞬間生 成是本發(fā)明的主要特點(diǎn)之一。因此，冷卻的玻璃熔體不需在成核溫度下保溫處理，可一直升 溫到晶體生長溫度，一步熱處理實(shí)現(xiàn)整體微晶化。這是本發(fā)明含霞石基和鎂鋁榴石基為主 晶相微晶玻璃與其他種類微晶玻璃的不同之處?？焖俜窒嗪退矔r成核過程明顯地縮短了微 晶化的時間，在晶體生長溫度區(qū)間的玻璃基體只需短時間地?zé)崽幚砭湍軐?shí)現(xiàn)微晶化。本發(fā) 明的基礎(chǔ)玻璃經(jīng)不同方法成型冷卻后，再升溫到晶體生長溫度（700?800°C)，恒溫2?10 分鐘，玻璃基體中就有足夠多的微晶體形成。若在晶體生長溫度（750°C )保溫15分鐘，就能 得到很高結(jié)晶化的材料。這與U. S. Pat. No. 4386162中公開的微晶玻璃在750°C要保溫12 小時才能實(shí)現(xiàn)高結(jié)晶材料有明顯差異，也是本發(fā)明材料又一個主要特征。
[0030] 本發(fā)明采用能夠促進(jìn)分相和較低成核溫度的氧化鈦和氧化鋯為成核劑，這是由于 氧化鈦在微晶玻璃中除了有促進(jìn)相分離和成核作用外，還有提高材料的光色澤的作用；而 氧化鋯作成核劑，除了有促進(jìn)相分離和成核作用外，還有提高玻璃耐堿侵蝕的能力。
[0031] 本發(fā)明引入稀土氧化物氧化鑭和氧化釔，一方面利用稀土元素高場強(qiáng)、高極化的 特點(diǎn)，有利于晶核的快速生成和晶體所需元素的快速聚集，從而實(shí)現(xiàn)玻璃析晶活化能的降 低，促進(jìn)玻璃的快速析晶，另一方面，利用稀土 -堿土 -過渡金屬混合效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)玻璃的瞬間 或迅速成核，從而降低玻璃的析晶溫度和減少析晶時間；
[0032] 本發(fā)明微晶玻璃材料中的主晶像是霞石和鎂鋁榴石。此類晶體的晶型繁多，晶體 中不同堿金屬和堿土金屬離子的比例對晶型變化有顯著影響。依據(jù)化學(xué)成分分析、差熱分 析和X射線衍射結(jié)構(gòu)分析，確定本發(fā)明微晶玻璃中的霞石基和鎂鋁榴石基微晶相的晶型為 Mg3Al2 (Si04) 3和KNa3 (AISi04) 4,兩個晶型的性質(zhì)非常接近，可以形成固溶體，霞石基和鎂鋁 榴石基屬于多鏈硅酸鹽晶體。單個晶胞中的鉀(鎂）離子和部分鈉(鋁）離子處于硅氧四面 體圍成的扁型圓筒狀網(wǎng)絡(luò)中，硅氧四面體扁型圓筒狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的空隙近似菱形，本發(fā)明材料 中Mg 3Al2 (Si04) 3和KNa3 (AISi04) 4是由一個較大鉀(鎂)離子占據(jù)菱形空隙中間，兩個較小的 鈉(鋁）離子占據(jù)空隙邊角處。顯而易見，在晶體結(jié)構(gòu)上后者比前者更容易形成。說明堿金 屬離子在晶體結(jié)構(gòu)中的比例是稀土摻雜快速微晶化的霞石基和鎂鋁榴石基晶相形成的重 要因素，也是本發(fā)明微晶秘密公開的主要內(nèi)容之一。
[0033] 在基礎(chǔ)的化學(xué)成分中，氧化鉀是稀土摻雜快速微晶化霞石基和鎂鋁榴石基晶相生 成的必要成分；盡管在總組成中數(shù)量很少，占總量的0. 5?5. Owt%，超過這個范圍無論其他 條件這樣改變，稀土摻雜快速微晶化霞石基和鎂鋁榴石基晶相也不能形成，只能形成其他 種類的晶體?；A(chǔ)玻璃成分中！102、0 &0、？、8203、己05、2110和8 &0的共同作用是：1.形成快 速的相分離；2.促使晶核瞬時生成和快速生長；3.提高快速結(jié)晶行的穩(wěn)定性。沒有氟與這 些氧化物的共同作用，只添加一二種上述氧化物，基礎(chǔ)玻璃不能形成快速相分離，晶核不會 瞬時生成，霞石基和鎂鋁榴石基快速結(jié)晶相也不能穩(wěn)定存在。這是本發(fā)明微晶秘密公開的 又一主要內(nèi)容。
[〇〇34] 本發(fā)明材料中形成的快速結(jié)晶相有其他種類霞石基和鎂鋁榴石基晶體相近的習(xí) 性；經(jīng)一步熱處理的微晶玻璃中都析出均勻細(xì)小的晶粒，晶粒大小在0. 5?2. 5um范圍內(nèi)。 通過調(diào)整熱處理?xiàng)l件可以使微晶玻璃中的晶體長大，形成像菊花一樣交錯層疊的顯微結(jié) 構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)提高了材料的韌性。在許多情況下，本發(fā)明微晶玻璃中微晶體的含量在50V〇 1% 以上；經(jīng)調(diào)整組成和熱處理?xiàng)l件后微晶體含量能達(dá)到90V〇1%。各種條件下制備的微晶玻璃 中含有不同體積百分量的殘余玻璃相，殘余玻璃相能夠改善微晶玻璃的表面狀態(tài)。用于建 筑材料的微晶玻璃板材會因此明顯提高表面光澤和色澤。
[0035] 本發(fā)明微晶玻璃材料的優(yōu)點(diǎn)是：1.熱處理時間只要幾至十幾分鐘；2.減少工序， 降低成本和能耗；3.可應(yīng)用于浮法工藝進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)；4.有很好的強(qiáng)度和韌性；5.色澤艷 麗有裝飾效果。 【具體實(shí)施方式】
[〇〇36] 為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的浮法微晶玻璃及其制備 方法進(jìn)行詳細(xì)地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] 玻璃配合料所用的礦物原料有石英砂、石灰石和螢石等，也可以用煉鋼煉鐵的廢 渣替代石英砂、氧化鋁；所用的化工原料有純堿、硼砂、鋅白和鈦白粉等。原則上在本發(fā)明給 出的化學(xué)組成范圍內(nèi)可以采用任何原料制備配合料。
[0039] 按表1中例號1的化學(xué)成分制備玻璃配合料，表1以及表1續(xù)為本發(fā)明微晶玻璃 的17個實(shí)例的化學(xué)成分（wt%)和顏色。表的橫向是玻璃列號排序，縱向是各實(shí)例配方中氧 化物含量及顏色；
[0040] 配合料用球磨的方法混合均勻，混合好的配合料放入1立升的剛玉坩堝中，把坩 堝放入電爐內(nèi)，于1480°C恒溫1小時；按上述成形和微晶化熱處理方法a，具體成形及微晶 化熱處理工藝的條件參見表2,表2為本發(fā)明微晶玻璃的17個實(shí)例中成形及微晶化熱處理 工藝的條件，表中a代表第一種成型及熱處理方法：即在玻璃熔體成型過程中快速冷卻到 轉(zhuǎn)化溫度一下的溫度（約300?400°C)，再以200?300°C /h快速升溫到微晶化溫度以上 40?50°C，恒溫5?10分鐘后緩慢冷卻到室溫；表中b代表第二種成型及熱處理方法：即 將熔體冷卻到成型溫度（900?1150°C)成型，再以100?150°C /min急速冷卻到500°C， 然后，以100?150°C /min快速升溫到微晶化溫度以上120?150°C，恒溫5?10分鐘后 緩慢冷卻到室溫；
[0041] 將熔制好的玫璃熔體澆鑄在預(yù)先加熱到300°C的鋼模中，制成lOOXIOOXIOmm 的玻璃小樣；成形的玻璃小樣迅速放入爐溫為500°C的馬弗爐中，以300°C /min升溫到 750°C，微晶化處理10分鐘，然后以2°C /min緩慢冷卻到580°C，再以5°C /min逐漸冷卻到 室溫。
[0042] 實(shí)例1的配料中沒有加著色劑，故制得的微晶玻璃呈白色。表1中例號3、4、7、8、9 均按實(shí)施方法1的工藝步驟實(shí)施，所不同的是，在配料中加入不同著色荊，微晶玻璃分別顯 示出淺黃、淺紅、淺藍(lán)、深綠和淺灰色。例號9的配料中采用了煉鋼廢渣替代石英砂和氧化 鋁做原料，由煉鋼廢渣帶入〇. 5%的氧化鐵使微晶玻璃呈現(xiàn)出淺灰色。為了使熔體處于還原 狀態(tài)，例號3、4的配料中不能引入硝酸鈉這樣的氧化劑。
[0043] 實(shí)施例2 :
[0044] 按實(shí)施方法1給出的步驟用表1中例號1的化學(xué)成分制備玻璃配合料；配合料用 多次過篩的方法混合均勻，混合好的配料在坩堝窯內(nèi)制備微晶玻璃。將配合料裝入容量為 200Kg料的粘土坩堝中，于坩堝窯內(nèi)熔制；熔制最高溫度為1480°C，熔制總時間為16小時； 按上述成形和徽晶化熱處理方法a，將熔制好的玻璃熔體澆鑄在預(yù)先加熱到300°C的鋼模 中，制成300 X 300 X 10mm的玻璃板材；成形的玻璃板材迅速放入爐溫為500°C的馬弗爐中， 以300°C /min升溫到750°C，微晶化處理10分鐘，然后以2°C /min緩慢冷卻到580°C，再以 5°C /min逐漸冷卻到室溫。
[0045] 除實(shí)例1外，表1中例號2、5、6、7也按實(shí)施方法2的工藝步驟實(shí)施，并在配料中加 不同的著色劑，微晶玻璃分別顯示出湖藍(lán)、淺綠、深藍(lán)和淺藍(lán)色。
[0046] 實(shí)施例3 :
[0047] 按實(shí)施方法1給出的步驟用表1中例號14的配料制備微晶玻璃。將混合好的配料 裝入1立升的剛玉坩堝中，再把坩堝放入電爐內(nèi)，于1480°C恒溫1小時；按上述成形和微晶 化熱處理方法b，將熔制好的玻璃熔體倒入間斷式浮法成形錫槽內(nèi)的石墨模中；間斷式浮 法成形的錫槽內(nèi)充滿有氮?dú)?氫氣混合氣體，以防止金屬錫液和石墨的氧化；石墨模是一 個中間開有300X250mm方洞的石墨板(厚為20mm):玻璃烙體倒在方洞中，與石墨一起浮在 金屬錫面上，玻璃熔體四周受石墨模限制，只有下面與錫面接觸。當(dāng)玻璃熔體倒入模中后， 自然形成很平的薄板；通過倒入模中玻璃烙體的數(shù)量，控制薄板的厚度在6?15mm之間。 由于錫槽中沿石墨移動方向已經(jīng)預(yù)先設(shè)置好溫度梯度分布，通過移動石墨模，實(shí)現(xiàn)在900°C 成形，以l〇〇°C /min急冷到500°C，再以100°C /min升溫到850°C，恒溫2分鐘后逐漸冷卻 到室溫。例號10?17均按實(shí)施方法3進(jìn)行；配料中引入了不同的著色劑，微晶玻璃分別呈 現(xiàn)出橙黃、鮮紅、淺紫、紫、藍(lán)、綠、灰和淺湖藍(lán)色。例號10和11的配料中不能有氧化劑，以 保證玻璃熔體處于還原狀態(tài)。例號16的配料中采用煉鋼廢渣替代了石英砂和氧化鋁為原 料，配料中含有0. 5%的氧化鐵使微晶玻璃呈現(xiàn)出灰色。
[0048] 表1本發(fā)明微晶玻璃的17個實(shí)例的化學(xué)成分（wt%)和顏色
[0049]
【權(quán)利要求】
1. 稀土摻雜快速微晶化的霞石基和鎂鋁榴石基微晶玻璃，其成分包括有Si02、MgO、 CaO、F、Na20、K20、B203 和 A1203，其特征在于：還包括有：La203、Y 203、BaO、P205、ZnO、Zr02 和 Ti〇2; 微晶玻璃中各成分的重量百分比分別為： Si0250 . 0% ?70. 0%，CaOlO. 0% ?25. 0%，F(xiàn)1. 5% ?6. 0%，Na205. 0% ?10. 0%，Κ200· 5% ? 5. 0%，Β2031· 0% ?5. 0%，BaOl. 0% ?3. 0%，Ρ2050· 5% ?2. 5%，ZnOl. 0% ?6. 0%，Ti020 . 5% ? 2. 0%，A12030% ?0· 5%，La2030. 005% ?3. 0%，Υ2030· 005% ?3. 0%，Zr020 . 5% ?2. 0% ; 所述Na20和K20總質(zhì)量在微晶玻璃中的重量百分比為5. 0%?15. 0%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土摻雜快速微晶化的霞石基和鎂鋁榴石基微晶玻璃，其特 征在于，制備所述微晶玻璃的配料采用天然礦物原料和化工原料； 或所述配料中采用煉鋼、煉鐵廢渣代替配合料中的部分二氧化硅和氧化鋁； 或所述配料中的稀土元素通過稀土尾礦引入。
3. 稀土摻雜快速微晶化的霞石基和鎂鋁榴石基微晶玻璃的生產(chǎn)方法包括：配料、熔 制，成型，微晶化熱處理和退火工藝，其特征是，在玻璃熔體成型過程中以50?150°C /min 的冷卻速度快速冷卻到轉(zhuǎn)變溫度以下的溫度，所述轉(zhuǎn)變溫度以下的溫度為300?400°C ;再 以200?300°C /h的速度迅速升溫到微晶化溫度以上40?50°C，恒溫5?10分鐘后緩慢 冷卻到室溫； 或者將玻璃熔體冷卻到成型溫度成型后，以1〇〇?150°C /min快速冷卻到500°C，再以 100?150°C /min迅速升溫到微晶化溫度以上120?150°C，恒溫5?10分鐘后緩慢冷卻 到室溫，所述成型溫度為900?1150°C。
【文檔編號】C03C10/04GK104108882SQ201410145521
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】李長久, 姜宏, 李盛, 方婷婷, 楊昊成 申請人:海南大學(xué)