本發(fā)明涉及玻璃制備技術(shù)，特別涉及一種晶質(zhì)玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)：
晶質(zhì)玻璃是一種具有高折射率的裝飾材料，晶瑩剔透，具有金屬質(zhì)感，常用于制作工藝品、高檔餐具和首飾等。
公開(kāi)號(hào)為cn1095696a、公開(kāi)日為1994年11月30日的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種晶質(zhì)玻璃，其成分組成包括sio2、k2o、pbo、bao和b2o3?，F(xiàn)有的配方中含有一定量的pbo，以提高玻璃的折射率和色散，并使其具有良好的加工性能。但隨著科技進(jìn)步和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，pbo對(duì)人體和環(huán)境的污染愈來(lái)愈得到人們的重視，世界各國(guó)均出臺(tái)相關(guān)政策限制pbo的使用。因此，研發(fā)出一種無(wú)鉛的晶質(zhì)玻璃具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的是提供一種晶質(zhì)玻璃，其組成中不含鉛。
本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
一種晶質(zhì)玻璃，包括sio2、r2o、al2o3、zno、lio、b、ca和fe2o3；按質(zhì)量百分比計(jì)，73％≤sio2≤75％，12％≤r2o≤14％，1.2％≤al2o3≤1.5％，zno≤0.5％，1.5％≤lio≤2.5％，b≤1.0％，7％≤ca≤10％，fe2o3≤0.012％，其中r2o為k2o和na2o的混合物。
進(jìn)一步優(yōu)選為：按質(zhì)量百分比計(jì)，73％≤sio2≤75％，12％≤r2o≤14％，1.2％<al2o3≤1.5％，zno≤0.5％，1.5％≤lio≤2.5％，b≤0.5％，7％≤ca≤10％，fe2o3≤0.012％，其中r2o為k2o和na2o的混合物。
進(jìn)一步優(yōu)選為：按質(zhì)量百分比計(jì)，73％≤sio2≤75％，12％≤r2o≤14％，1.2％<al2o3≤1.5％，zno≤0.5％，1.5％≤lio≤2.2％，b≤0.5％，7％≤ca≤10％，fe2o3≤0.012％，其中r2o為k2o和na2o的混合物。
進(jìn)一步優(yōu)選為：k2o和na2o的質(zhì)量比為1：3～6。
本發(fā)明的第二目的是提供一種晶質(zhì)玻璃的制備方法。
本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
一種晶質(zhì)玻璃的制備方法，所述晶質(zhì)玻璃在火焰溫度達(dá)到1650～1680℃的條件下進(jìn)行熔制。
進(jìn)一步優(yōu)選為：包括如下步驟：
(1)原料配制：稱(chēng)取配方量的原料，將其混合均勻；
(2)高溫熔制：將混合后的原料置于火焰溫度為1650～1680℃的條件下熔化，熔制時(shí)間為11～14hr；
(3)成型加工：澄清、冷卻，至溫度為1350～1400℃；
(4)退火處理；
(5)切割、研磨拋光處理；
步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)在純氧氣氛催化燃燒下進(jìn)行。
進(jìn)一步優(yōu)選為：步驟(3)中，冷卻的速度為30～80℃/hr。
進(jìn)一步優(yōu)選為：步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：以3～4℃/min的速度降溫，至800～900℃時(shí)恒溫10～20min；然后再以4.5～6℃/min的速度降溫，至600～700℃；然后自然冷卻至室溫。
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：
1、組成中不含有pb，環(huán)保，無(wú)泄露污染的風(fēng)險(xiǎn)；
2、本申請(qǐng)的晶質(zhì)玻璃的折射率和含鉛晶質(zhì)玻璃的折射率接近，部分本申請(qǐng)的晶質(zhì)玻璃的折射率高于含鉛晶質(zhì)玻璃的折射率，更為透明，進(jìn)一步提高品質(zhì)；
3、本申請(qǐng)的晶質(zhì)玻璃的耐腐蝕性得到進(jìn)一步提高，提高適用性。
具體實(shí)施方式
本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。
實(shí)施例1-20：一種晶質(zhì)玻璃，其由如下方法制備得到：
(1)原料配制：如表1稱(chēng)取配方量的原料，將其混合均勻；
(2)高溫熔制：將混合后的原料置于火焰溫度為1650～1680℃的條件下熔化，熔制時(shí)間為11～14hr；
(3)成型加工：澄清、以30～80℃/hr的速度冷卻，至溫度為1350～1400℃；
(4)退火處理：以3～4℃/min的速度降溫，至800～900℃時(shí)恒溫10～20min；然后再以4.5～6℃/min的速度降溫，至600～700℃；然后自然冷卻至室溫；
(5)切割、研磨拋光處理；
步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)在純氧氣氛催化燃燒下進(jìn)行；
其中，實(shí)施例1-20的配方如表1所示。
表1實(shí)施例1-20的配方(單位：kg)
實(shí)施例21：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的不同之處在于，步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：以6～7℃/min的速度降溫，至800～900℃時(shí)恒溫10～20min；然后再以8～9℃/min的速度降溫，至600～700℃；然后自然冷卻至室溫。
實(shí)施例22：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的不同之處在于，步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：退火處理的步驟為：以1～1.5℃/min的速度降溫，至800～900℃時(shí)恒溫10～20min；然后再以1～2℃/min的速度降溫，至600～700℃；然后自然冷卻至室溫。
實(shí)施例23：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的不同之處在于，步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：以3～4℃/min的速度降溫，至975～1000℃時(shí)恒溫10～20min；然后再以4.5～6℃/min的速度降溫，至775～800℃；然后自然冷卻至室溫。
實(shí)施例24：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的不同之處在于，步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：退火處理的具體步驟為：以3～4℃/min的速度降溫，至700～725℃時(shí)恒溫10～20min；然后再以4.5～6℃/min的速度降溫，至500～525℃；然后自然冷卻至室溫。
實(shí)施例25：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的不同之處在于，步驟(3)中，冷卻的速度為10℃/hr。
實(shí)施例26：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的不同之處在于，步驟(3)中，冷卻的速度為100℃/hr。
實(shí)施例27：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的不同之處在于，步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)在含氧量為90％的空氣氣氛催化燃燒下進(jìn)行。
實(shí)施例28：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的不同之處在于，步驟(2)中，火焰溫度為1600℃。
實(shí)施例29：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的不同之處在于，步驟(2)中，火焰溫度為1750℃。
性能表征測(cè)試
1、測(cè)試樣品：以實(shí)施例1-29、對(duì)照試驗(yàn)1-3的一種晶質(zhì)玻璃為測(cè)試樣品，其中對(duì)照試驗(yàn)1-3按如下方法制備。
(1)對(duì)照試驗(yàn)1：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的區(qū)別在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，sio2為67.8％，k2o為2.2％，na2o為13.0％，al2o3為1.8％，zno為0.7％，lio為3.0％，b為1.2％，ca為12.0％，fe2o3為0.02％。
(2)對(duì)照試驗(yàn)2：一種晶質(zhì)玻璃，與實(shí)施例1的區(qū)別在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，sio2為79.0％，k2o為0.98％，na2o為10.0％，al2o3為0.9％，zno為0.8％，lio為1.0％，b為1.3％，ca為6.0％，fe2o3為0.02％。
(3)對(duì)照試驗(yàn)3：一種晶質(zhì)玻璃，參照cn1095696a的實(shí)施例1制備，其配方為：sio2為47.0％，pbo為20.0％，bao為10.0％，b2o3為10.0％，k2o為13.0％；其熔制和生產(chǎn)工藝中的一些主要溫度參數(shù)為：在1400℃加料，熔融溫度為1420℃，澄清溫度為1250～1350℃，成型溫度為1050℃，軟化溫度為600～620℃，退火溫度為560～580℃。
2、折射率測(cè)試
折射率是晶質(zhì)玻璃的一個(gè)非常重要的參數(shù)，可以認(rèn)為折射率就是電磁波在玻璃中的傳播速度，可通過(guò)n＝c/v來(lái)計(jì)算折射率，其中c為光在真空中的傳播速度，v是光在真空中的傳播速度。將bolo加工成15mm×10mm×5mm大小的長(zhǎng)方體，選取兩個(gè)垂直面拋光，用阿貝折射儀測(cè)試玻璃的折射率。
3、化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試
化學(xué)穩(wěn)定性用腐蝕速率來(lái)表示。即將玻璃樣品置于90℃水中6個(gè)小時(shí)，測(cè)試玻璃樣品的質(zhì)量損失和表面積，通過(guò)計(jì)算玻璃樣品在單位時(shí)間面積上的質(zhì)量損失來(lái)表征玻璃的抗腐蝕性能。用以下公式來(lái)計(jì)算樣品的腐蝕速率：
c.r.＝δm/(t·s)；
其中，c.r.表示樣品的腐蝕速率，單位為g·mm-2·min-1；δm是腐蝕前后的質(zhì)量損失，
單位為g；t是腐蝕時(shí)間，單位為min；s為處理玻璃的表面積，單位mm2。
折射率和化學(xué)穩(wěn)定性的結(jié)果均如表2所示。
表2折射率和化學(xué)穩(wěn)定性結(jié)果