本發(fā)明涉及微晶玻璃技術領域,尤其涉及一種含改性粉煤灰的調溫微晶玻璃及其制備工藝。
背景技術:
微晶玻璃又稱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,熱膨脹系數可調,耐磨耐蝕,熱穩(wěn)定性好,介電常數穩(wěn)定,在電子、電力、化工、建筑等等行業(yè)均有廣闊的應用空間。傳統(tǒng)的微晶玻璃主要由天然礦物原料制成,生產成本較高。
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行有效合理的處理利用,將會達到環(huán)境治理和降低生產成本的雙贏模式?!禖AS系粉煤灰微晶玻璃制備工藝試驗研究》一文利用燒結法制備了高性能的粉煤灰微晶玻璃,但是因為粉煤灰成分差異導致制備的微晶玻璃塑性較差,氣孔率高,成品率不穩(wěn)定,產品主要用在建筑材料方面,在其他行業(yè)的應用受到限制。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷,提供一種含改性粉煤灰的調溫微晶玻璃。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種含改性粉煤灰的調溫微晶玻璃,該微晶玻璃由以下重量份的原料制成:改性粉煤灰20-30、二氧化釩納米線4-5、硅灰石10-15、石英砂40-50、純堿5-8、氧化鉀8-12、氟化鈉1-5。
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100-200目篩,過篩物投入馬弗爐中,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℃、氮氣氛圍下焙燒2-3h,產物冷卻后破碎過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調溫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:配料投入反應容器中,在真空條件下以5-8℃/min的升溫速度加熱至1150-1250℃,隨后再以4-5℃/min的速度升溫至1500-1600℃,保溫1-1.5h,保溫過程中每隔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400-500℃條件下退火,冷卻至室溫;
(4)核化晶化:將步驟(3)所得物料以10-15℃/min的速率升溫至700-750℃,核化0.5-1h后再繼續(xù)升溫至950-1050℃,晶化2-3h后自然冷卻至室溫后即得。
本發(fā)明優(yōu)點在于,將工業(yè)廢料粉煤灰經過改性處理后與其它原料混合熔融制備微晶玻璃,制備的改性粉煤灰是一種摻雜碳納米管的層狀雜化材料,其礦化過程得到有效調控,改善玻璃熔體的塑化性和成核性,增強效果顯著,加入的二氧化釩納米線賦予復合微晶玻璃調溫性能,兼有細化晶粒的功效,再結合其他原料,最終制得了高強度、高彈性、高可塑性、智能調溫、高透明度的微晶玻璃,且其生產工藝簡單高效,提升了傳統(tǒng)粉煤灰微晶玻璃的產品價值。
具體實施方式
該實施例微晶玻璃由以下重量份的原料制成:改性粉煤灰20、二氧化釩納米線4、硅灰石10、石英砂40、純堿5、氧化鉀8、氟化鈉1。
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100目篩,過篩物投入馬弗爐中,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)的物料投入反應容器中,加入碳酸鈉、碳納米管,高速攪拌混合均勻后在850℃、氮氣氛圍下焙燒2h,產物冷卻后破碎過200目篩,水洗2次后完全干燥,即得改性粉煤灰。
該實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:配料投入反應容器中,在真空條件下以5℃/min的升溫速度加熱至1150℃,隨后再以4℃/min的速度升溫至1500℃,保溫1h,保溫過程中每隔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400℃條件下退火,冷卻至室溫;
(4)核化晶化:將步驟(3)所得物料以10℃/min的速率升溫至700℃,核化0.5h后再繼續(xù)升溫至950℃,晶化2h后自然冷卻至室溫后即得。
該微晶玻璃呈咖啡色,結構致密無孔,色澤均勻,其性能測試結果為:密度:2.64g/cm3;莫氏硬度:7;抗折強度:60.5MPa;耐酸系數:0.2168;耐堿系數:0.2104。