本發(fā)明涉及微晶玻璃技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含改性粉煤灰的堇青石基微晶玻璃及其制備工藝。
背景技術(shù)：
微晶玻璃又稱(chēng)微晶玉石或陶瓷玻璃，是一種兼具玻璃和陶瓷雙重性能的綜合玻璃，其具備許多優(yōu)異的使用性能，比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強(qiáng)，熱膨脹系數(shù)可調(diào)，耐磨耐蝕，熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)穩(wěn)定，在電子、電力、化工、建筑等等行業(yè)均有廣闊的應(yīng)用空間。傳統(tǒng)的微晶玻璃主要由天然礦物原料制成，生產(chǎn)成本較高。
許多工業(yè)固體廢棄物如廢渣土、粉煤灰、爐渣粉等等含有制造微晶玻璃的大部分原料，如果能將這些原料進(jìn)行有效合理的處理利用，將會(huì)達(dá)到環(huán)境治理和降低生產(chǎn)成本的雙贏模式。《CAS系粉煤灰微晶玻璃制備工藝試驗(yàn)研究》一文利用燒結(jié)法制備了高性能的粉煤灰微晶玻璃，但是因?yàn)榉勖夯页煞植町悓?dǎo)致制備的微晶玻璃塑性較差，氣孔率高，成品率不穩(wěn)定，產(chǎn)品主要用在建筑材料方面，在其他行業(yè)的應(yīng)用受到限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種含改性粉煤灰的堇青石基微晶玻璃。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種含改性粉煤灰的堇青石基微晶玻璃，該微晶玻璃由以下重量份的原料制成：改性粉煤灰20-30、廢玻璃粉12-16、石英砂10-15、純堿5-8、氧化鋁5-10、納米氮化鋁2-3、過(guò)硼酸鈉0.5-1、堇青石30-40。
所述的改性粉煤灰由重量份的原料制得：粉煤灰30-40、碳納米管1-2、碳酸鈉20-30，其制備方法包括以下步驟：
（1）將粉煤灰過(guò)100-200目篩，過(guò)篩物投入馬弗爐中，在600-800℃條件下焙燒2.5-4h除殘?zhí)己笞匀焕鋮s備用；
（2）將步驟（1）的物料投入反應(yīng)容器中，加入碳酸鈉、碳納米管，高速攪拌混合均勻后在850-900℃、氮?dú)夥諊卤簾?-3h，產(chǎn)物冷卻后破碎過(guò)200-300目篩，水洗2-3次后完全干燥，即得改性粉煤灰。
所述的一種含改性粉煤灰的堇青石基微晶玻璃的制備工藝包括以下步驟：
（1）配料：按照配制將各原料混合，球磨分散20-30min；
（2）熔制：配料投入反應(yīng)容器中，在真空條件下以6-8℃/min的升溫速度加熱至1150-1220℃，隨后再以4-5℃/min的速度升溫至1430-1480℃，保溫1-1.5h，保溫過(guò)程中每隔30min攪拌脫泡4-5次；
（3）成型退火：所得熔體傾倒于鋼板上成型，成型后在520-580℃條件下退火，冷卻至室溫；
（4）核化晶化：將步驟（3）所得物料以8-10℃/min的速率升溫至650-700℃，核化0.5-1h后再繼續(xù)升溫至820-860℃，晶化2-3h后自然冷卻至室溫后即得。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于，將工業(yè)廢料粉煤灰經(jīng)過(guò)改性處理后與堇青石、廢玻璃粉、石英砂等原料混合熔融制備一種性能優(yōu)異的微晶玻璃，改性后的粉煤灰是一種摻雜碳納米管的層狀雜化材料，其晶化過(guò)程得到有效調(diào)控，與其它礦物原料的相容性更好，加入的納米氮化鋁有細(xì)化晶粒、增強(qiáng)的功效，最終制得了高強(qiáng)度、耐壓抗折、結(jié)構(gòu)致密的微晶玻璃，其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單高效，產(chǎn)品價(jià)值更高，應(yīng)用范圍更廣。
具體實(shí)施方式
該實(shí)施例微晶玻璃由以下重量份的原料制成：改性粉煤灰20、廢玻璃粉12、石英砂10、純堿5、氧化鋁5、納米氮化鋁2、過(guò)硼酸鈉0.5、堇青石30。
其中改性粉煤灰由重量份的原料制得：粉煤灰30、碳納米管1、碳酸鈉20，其制備方法包括以下步驟：
（1）將粉煤灰過(guò)100目篩，過(guò)篩物投入馬弗爐中，在600℃條件下焙燒2.5h除殘?zhí)己笞匀焕鋮s備用；
（2）將步驟（1）的物料投入反應(yīng)容器中，加入碳酸鈉、碳納米管，高速攪拌混合均勻后在850℃、氮?dú)夥諊卤簾?h，產(chǎn)物冷卻后破碎過(guò)200目篩，水洗2次后完全干燥，即得改性粉煤灰。
該實(shí)施例微晶玻璃的制備工藝包括以下步驟：
（1）配料：按照配制將各原料混合，球磨分散20min；
（2）熔制：配料投入反應(yīng)容器中，在真空條件下以6℃/min的升溫速度加熱至1150℃，隨后再以4℃/min的速度升溫至1430℃，保溫1h，保溫過(guò)程中每隔30min攪拌脫泡4次；
（3）成型退火：所得熔體傾倒于鋼板上成型，成型后在520℃條件下退火，冷卻至室溫；
（4）核化晶化：將步驟（3）所得物料以8℃/min的速率升溫至650℃，核化0.5h后再繼續(xù)升溫至820℃，晶化2h后自然冷卻至室溫后即得。
該微晶玻璃呈藍(lán)灰色，表面光滑無(wú)氣孔，其性能測(cè)試結(jié)果為：密度：2.64g/cm3；莫氏硬度：6；抗折強(qiáng)度：54.3MPa；耐酸系數(shù)：0.2430；耐堿系數(shù)：0.2215。