專利名稱：抗蠕變性鋯石制品及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及耐火陶瓷材料，具體涉及抗蠕變性鋯石制品以及制造該抗蠕變性鋯石制品的方法。在一種實(shí)施方式中，抗蠕變性鋯石制品具有成形設(shè)備(如溢流槽)的形狀，該成形設(shè)備用于制造玻璃板的熔合工藝中。
背景技術(shù)：
熔合工藝(如下拉工藝)是一種用于制造可用于各種裝置如液晶顯示器(IXD)中的高品質(zhì)玻璃薄板的基本技術(shù)。熔合工藝是用于制造如液晶顯示器之類裝置中所用的玻璃板的優(yōu)選技術(shù)，因?yàn)檫@種工藝制造的玻璃板的表面與通過其他方法制造的玻璃板表面相比具有極佳的平坦性和光滑性。熔合工藝如美國(guó)專利第3338696號(hào)和第3682609號(hào)中所述，它們的內(nèi)容通過參考結(jié)合于此。 熔合工藝?yán)梅Q為溢流槽的具有特殊形狀的耐火塊件(例如成形設(shè)備)，熔融玻璃從所述耐火塊件兩側(cè)流下并在底部匯合形成玻璃單板。雖然溢流槽一般能良好工作以形成玻璃板，但是溢流槽與其橫截面相比較長(zhǎng)，因此會(huì)隨時(shí)間流逝因?yàn)榕c熔合工藝相關(guān)的負(fù)荷和高溫而蠕變或下垂。當(dāng)溢流槽蠕變或下垂太厲害時(shí)，將非常難以控制玻璃板的質(zhì)量和厚度。這在制造等于或大于GenlO (或157英寸溢流槽長(zhǎng)度)的寬玻璃板時(shí)特別成問題，因?yàn)檫@時(shí)在制造工藝中拉制玻璃板的同時(shí)保持其均勻尺寸是很重要的。一種解決該問題的方法是，對(duì)用于制造溢流槽的元件進(jìn)行改進(jìn)，改變其物理性質(zhì)，從而改善其抗蠕變性。康寧公司(Corning Inc.)已經(jīng)開發(fā)了一些方法來改善錯(cuò)石的抗螺變性,而錯(cuò)石是目前用于制造形成LCD玻璃所用的溢流槽的材料。這些方法都涉及通過通過以下方式制造抗蠕變性溢流槽:混合和均化具有特定尺寸分布的粉末狀鋯石顆粒，以及向混合的鋯石顆粒中加入氧化鈦和氧化釔。氧化鈦和氧化釔使得燒制后的等靜壓鋯石溢流槽中的鋯石晶粒尺寸增大以及鋯石晶界濃度減小，從而改善了鋯石晶粒的生長(zhǎng)。關(guān)于這些不同方法的詳細(xì)討論可參見以下共同轉(zhuǎn)讓的專利申請(qǐng):(I)美國(guó)專利申請(qǐng)第2008/0196449A1號(hào)；(2)US2008/0277835A1 ; (3) US2009/0272482 ;和(4) PCT TO2009/142695A2。這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過參考結(jié)合于此。雖然所有的這些方法都工作良好，能改善鋯石溢流槽的抗蠕變性，但是仍然需要制造改進(jìn)的抗蠕變性鋯石溢流槽，通過本發(fā)明能滿足這個(gè)需求和其他需求。發(fā)明概述本申請(qǐng)的獨(dú)立權(quán)利要求中描述了抗蠕變性鋯石制品(溢流槽)及其制造方法。非獨(dú)立權(quán)利要求中描述了優(yōu)選實(shí)施方式。在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了制造抗蠕變性鋯石制品的方法。該方法包括以下步驟:(a)提供至少包含以下組分的鋯石制品:粒徑〈5 μ m的細(xì)鋯石顆粒，中值粒徑在5-100 μ m范圍內(nèi)的粗鋯石顆粒以及熱分解促進(jìn)劑；(b)促進(jìn)鋯石制品熱分解，其中細(xì)鋯石顆粒比粗鋯石顆粒分解更快且分解程度更高；以及(C)使得在熱分解促進(jìn)步驟過程中發(fā)生了熱分解的細(xì)鋯石顆粒在未發(fā)生熱分解的粗鋯石顆粒上重結(jié)晶，形成抗蠕變性鋯石制品。在一種實(shí)施方式中，熱分解促進(jìn)步驟包括將鋯石制品加熱到>1580°C保持超過6小時(shí)。此夕卜，重結(jié)晶步驟包括將經(jīng)過加熱的鋯石制品以約小于2V /小時(shí)的速率冷卻到約1500°C。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了抗蠕變性鋯石制品，該鋯石制品在熱分解和重結(jié)晶工藝之前至少包含以下組分:粒徑〈5 μ m的細(xì)鋯石顆粒，中值粒徑在5-100 μ m范圍內(nèi)的粗鋯石顆粒以及熱分解促進(jìn)劑；該鋯石制品在熱分解和重結(jié)晶工藝之后，在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得〈〈(遠(yuǎn)小于)2.2X10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。在一種實(shí)施方式中，鋯石制品在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得更優(yōu)選的<〈1X10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了包括以下部件的玻璃制造系統(tǒng):(a)至少一個(gè)設(shè)計(jì)用于提供熔融玻璃的容器；(b)設(shè)計(jì)用于接受熔融玻璃并形成玻璃帶的成形設(shè)備，其中該成形設(shè)備至少部分由抗蠕變性鋯石制品制造，該制品在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得 2.2X IO-7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率；以及(c)設(shè)計(jì)用于接受并拉制玻璃帶以形成玻璃板的牽拉輥組件。在一種實(shí)施方式中，抗蠕變性鋯石制品可具有更優(yōu)選的在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的〈〈I X 10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變 率。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于接受熔融玻璃并形成玻璃帶的成形設(shè)備。該成形設(shè)備包含主體，該主體具有用于接受熔融玻璃的入口，熔融玻璃流入主體中形成的凹槽中，然后從凹槽的兩個(gè)頂表面溢流并流下主體兩側(cè)，然后在主體兩側(cè)匯合處熔合在一起形成玻璃帶，該主體由抗蠕變性鋯石制品制成，該制品在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得 2.2X10^7小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。在一種實(shí)施方式中，抗蠕變性鋯石制品可具有更優(yōu)選的在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的<〈1X10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。本發(fā)明解決方案的其他方面部分在以下詳述、附圖和權(quán)利要求中提出，部分可通過詳述衍生得到，或者可通過實(shí)施本發(fā)明解決方案而了解。應(yīng)該理解，以上簡(jiǎn)述和以下詳述都只是示例性和說明性的，并非對(duì)所公開的本發(fā)明解決方案的限制。


通過參考以下詳述并結(jié)合附圖，可以更完整地理解本發(fā)明解決方案，其中:圖1是示例性玻璃制造系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)利用熔合拉制工藝和改進(jìn)型示例性抗蠕變性鋯石溢流槽，用于制造根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的玻璃板；圖2是更詳細(xì)說明圖1所示的根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的改進(jìn)型抗蠕變性鋯石溢流槽的透視圖；和圖3A和3B顯示了一種已知抗蠕變性鋯石制品(圖3A)和根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的改進(jìn)型示例性抗蠕變性鋯石(圖3B)的微結(jié)構(gòu)的掃描電鏡(SEM)圖。發(fā)明詳述參見圖1，顯示了示例性玻璃制造系統(tǒng)100的示意圖，該系統(tǒng)利用熔合拉制工藝和改進(jìn)型抗蠕變性鋯石溢流槽102，用于制造根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的玻璃板105'。如圖所示，示例性玻璃制造系統(tǒng)100包含熔化容器110、澄清容器115、混合容器120 (例如攪拌室120)、遞送容器125 (例如碗125)、抗蠕變性鋯石溢流槽102 (成形設(shè)備102、垂直玻璃遞送裝置102)、牽拉輥組件130和玻璃板分離裝置135。如箭頭109所示將玻璃批料材料引入熔化容器110中并熔化形成熔融玻璃126。澄清容器115 (例如澄清器管道115)具有高溫加工區(qū)，通過耐火管道113從熔化容器110接受熔融玻璃126 (在該點(diǎn)處未顯示)，并從熔融玻璃126中除去氣泡。澄清容器115通過澄清器至攪拌室的連接管道122與混合容器120 (例如攪拌室120)相連。混合容器120與遞送容器125通過攪拌室至碗的連接管道127相連。遞送容器125將熔融玻璃126遞送通過下導(dǎo)管129，送到入口 132并送到溢流槽102中。溢流槽102包含入口 136，該入口接受熔融玻璃126，該熔融玻璃流入凹槽137中，然后溢流并流下兩個(gè)側(cè)面138'和138"，然后在稱為根部139的位置熔合在一起。兩個(gè)側(cè)面138'和138"在根部139匯合，熔融玻璃126的兩個(gè)溢流壁也在根部139再結(jié)合(例如再熔合)形成玻璃帶141 (參見圖2)。隨后在牽拉輥組件130中的兩個(gè)牽拉輥150a和150b之間對(duì)玻璃帶141進(jìn)行向下拉制，形成玻璃板105。然后使用玻璃板分離裝置135對(duì)玻璃板105進(jìn)行機(jī)械刻線，所述玻璃板分離裝置135 (可任選的)具有機(jī)械刻線裝置140 (例如刻線輪140)和凸緣裝置(nosingdevice) 154，從而將玻璃板分離成獨(dú)立的玻璃片105'。以下參考圖2提供關(guān)于新的改進(jìn)型示例性抗蠕變性溢流槽102的詳細(xì)討論。參見圖2，顯示了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的示例性抗蠕變性溢流槽102的透視圖。抗蠕變性溢流槽102包含進(jìn)料管202，該進(jìn)料管通過入口 136向凹槽137提供熔融玻璃。凹槽137以內(nèi)部側(cè)壁204'和204"為邊界，所示側(cè)壁具有與底表面206基本垂直的相互關(guān)系，但是可以與底表面206形成任何種類的相互關(guān)系。在該例子中，溢流槽102具有底表面206，該底表面在最遠(yuǎn)離入口 136的端部208附近具有急劇減小的高度輪廓。如果需要的話，溢流槽102可具有這樣一種底表面206，在該底表面上，在最遠(yuǎn)離入口 136的端部208附近具有嵌入的目標(biāo)犁形物(object-plow)(未顯示)?；蛘撸缌鞑?02可配備有位于其兩個(gè)側(cè)面上的邊緣引導(dǎo)器(未顯示)。溢流槽102具有楔形體210 (楔形主體210)，該楔形體具有相對(duì)設(shè)置的收斂側(cè)壁138'和138"。具有底表面206和可能的嵌入對(duì)象(未顯示)的凹槽137縱向位于楔形主體210的上表面上。底表面206和嵌入對(duì)象(如果使用的話)都具有精確刻畫的圖案，這種圖案在最遠(yuǎn)離入口 136的端部即端部208處變淺。如圖所示，凹槽的底表面206和頂表面212'及212"之間的高度隨著從入口 136向端部208的移動(dòng)減小。但是，凹槽137的高度可以以任何方式在底表面206和頂表面212'及212"之間變化。需要時(shí)可通過裝置例如可調(diào)節(jié)的滾筒、楔形物、凸輪或其他裝置等(未顯示)以樞軸方式調(diào)節(jié)楔形體210，從而提供示為Θ的所需傾斜角，該傾斜角是從平行的頂表面212'及212"的水平面開始的角度變化。溢流槽102使得熔融玻璃126通過進(jìn)料管道202和入口 136進(jìn)入凹槽137，形成具有光滑原始表面的玻璃帶141。然后熔融玻璃126大大超過凹槽137的平行頂表面212'及212"，分開，并流下楔形主體210的相對(duì)設(shè)置的收斂側(cè)壁138'及138"的各側(cè)面。在楔形部分底部或根部139處，分開的熔融玻璃126再結(jié)合形成玻璃帶141,該玻璃帶具有非常平坦和光滑的原始表面。玻璃帶141的高表面質(zhì)量來自于熔融玻璃126的自由表面，該自由表面分開并流下相對(duì)設(shè)置的收斂側(cè)壁138'及138"， 形成玻璃帶141的外部表面，而沒有接觸溢流槽112的外側(cè)。以下提供關(guān)于抗蠕變性溢流槽102的組合物以及用于制造新的改進(jìn)型抗蠕變性溢流槽102的違反直覺的制造工藝的詳細(xì)討論。過去通常將用于制造溢流槽102的材料即鋯石在接近或低于1580°C燒制6_24小時(shí)，因?yàn)楦叩臏囟葧?huì)促進(jìn)鋯石、硅酸鋯分解成氧化硅(通常作為方石英晶相)，并分解成氧化鋯(通常作為四方晶相和單斜晶相)。這種熱分解是不利的，因?yàn)檫@些相變會(huì)損害溢流槽102的機(jī)械完整性，一些材料會(huì)污染熔融玻璃。因此，通過向鋯石批料中加入添加劑(例如氧化鈦、氧化釔)以及通過采用不會(huì)促進(jìn)分解的燒制溫度來避免這種熱分解。但是在本發(fā)明中，新的制造工藝事實(shí)上通過在高于1580°C的高溫下進(jìn)行6-48小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間的燒制來追求促進(jìn)鋯石的分解。此外，新的制造工藝結(jié)合了添加劑，例如氧化鈦，在采用這種高燒制溫度的同時(shí)，導(dǎo)致鋯石形成包含氧化鋯、氧化硅和鈦酸鋯的玻璃液相，然后在緩慢冷卻過程中，以約小于2V /小時(shí)的速率冷卻到約1500°C，使得鋯石重結(jié)晶，發(fā)生奧氏熟化(Ostwaldripening)。在1500°C以下可提高冷卻速率。所述奧氏熟化是這樣一種現(xiàn)象，即對(duì)于指定的物種，晶體生長(zhǎng)以大晶體生長(zhǎng)方式進(jìn)行，同時(shí)消耗較小的晶體。更具體來說，奧氏熟化是這樣一種熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)的過程，其降低了體系的整體能量狀態(tài)。當(dāng)一種相沉淀時(shí)，將通過在現(xiàn)有較大的顆粒上生長(zhǎng)從而以有利于能量的方式進(jìn)行。在本發(fā)明中，因?yàn)榇嬖诜浅Ｐ〉匿喪w粒而促進(jìn)了奧氏熟化，與體積較大的鋯石顆粒相比，非常小的鋯石顆粒在燒制過程中以更快的速率分解且分解程度更高，并與氧化鈦(或其他合適的促進(jìn)劑)反應(yīng)以形成共晶。在緩慢冷卻過程中，在玻璃液相中發(fā)生失透和沉淀，從而使得分解的鋯石在并未以足夠快的速度分解的大鋯石顆粒上重結(jié)晶。因此，這種制造工藝通過減小鋯石晶界濃度并通過減小較小鋯石顆粒濃度和促進(jìn)較大鋯石顆粒生長(zhǎng)，從而促進(jìn)了鋯石晶體的生長(zhǎng)。具體來說，新的制造工藝在鋯石制品中得到較大的鋯石晶體(晶粒)和較小的晶界濃度，在應(yīng)力和高溫條件下產(chǎn)生較低的蠕變。所述制造工藝可以從制備具有至少包含以下組分的組合物的鋯石批料開始:粒徑<5 μ m的細(xì)錯(cuò)石顆粒，中值粒徑在5-100 μ m范圍內(nèi)的粗錯(cuò)石顆粒以及熱分解促進(jìn)劑如氧化鈦。具體來說，該組合物可包含:易分解鋯石(A)，其中值粒徑〈5 μ m，優(yōu)選〈3 μ m，更優(yōu)選為lym,甚至更優(yōu)選〈I μ m ;和余量錯(cuò)石組分(B),其包含中值粒徑>5 μ m至不超過100 μ m的鋯石。組分(B)本身可包含具有不同粒徑分布的鋯石粉末的混合物，任何混合物的凈中值粒徑都落在為組分(B)指定的范圍內(nèi)。在一種應(yīng)用中，全部鋯石組分(A)和(B)可描述為粉末形式的鋯石組分的三元組合物，其中一種鋯石粉末的中值粒徑定義為組分A，另兩種鋯石粉末的中值粒徑一起定義為組分B。錯(cuò)石組分分別為:組分A濃度為1-40重量％,余量的組分B濃度為99-60重量％。例如，鋯石粉末的三元混合物可以是:(1)30重量％的組分(A)_30重量％的中值粒徑為Ιμπι的鋯石；和(2) 70重量％的組分(B) -50重量％的中值粒徑為20 μ m的鋯石和50重量％的中值粒徑為7 μ m的鋯石。在這種三元鋯石混合物中包含30重量％的I μ m鋯石、35重量％的20 μ m錯(cuò)石和35重量％的7 μ m錯(cuò)石。再例如,三元組合物可具有優(yōu)選的從粗錯(cuò)石顆粒到細(xì)鋯石顆粒的中值粒徑，粒徑為30-10 μ m/10-5 μ m/<5 μ m,對(duì)應(yīng)的批料中的重量％為40-20重量％/40-30重量％/20-50重量％。在另一個(gè)例子中，三元組合物可具有更優(yōu)選的從粗鋯石顆粒到細(xì)鋯石顆粒的中值粒徑，粒徑為20-10 μ m/10-5 μ m/<3 μ m,對(duì)應(yīng)的批料中的重量％為35-20重量％/35-30重量 ％/30_50重量％。在所有這些例子中，氧化鈦的粒徑應(yīng)〈10 μ m，優(yōu)選〈5 μ m,最優(yōu)選〈I μ m，并以>0.2-2重量％或>2重量％的濃度與鋯石混合。在另一種應(yīng)用中，全部鋯石組分(A)和(B)可描述為粉末形式的鋯石組分的四元組合物，其中一種鋯石粉末的中值粒徑定義為組分A，另三種鋯石粉末的中值粒徑一起定義為組分B。在一個(gè)例子中，四元組合物可具有優(yōu)選的從粗鋯石顆粒到細(xì)鋯石顆粒的中值粒徑，粒徑為60-40 μ m/30-10 μ m/10-5 μ m/〈5 μ m，對(duì)應(yīng)的批料中的重量％為1_10重量％/10-30重量％/20-10重量％/69-50重量％。在另一個(gè)例子中，四元組合物可具有更優(yōu)選的從粗鋯石顆粒到細(xì)鋯石顆粒的中值粒徑，粒徑為50-40 μ m/20-10 μ m/10-5 μ m/<3 μ m,對(duì)應(yīng)的批料中的重量％為1-5重量％/20-30重量％/10-25重量％/69_40重量％。在所有這些例子中，氧化鈦的粒徑應(yīng)〈10 μ m，優(yōu)選〈5 μ m，最優(yōu)選〈I μ m，以>(λ 2-2重量％或>2重量％的濃度與鋯石混合。在任何情況中，可通過將鋯石顆粒置于研磨系統(tǒng)中，該系統(tǒng)利用液體如水或醇對(duì)鋯石顆粒進(jìn)行研磨和剪切混合，產(chǎn)生具有所需粒徑范圍的所需粒徑分布，從而制備鋯石批料?；蛘?，可通過在管式或其他混合器中對(duì)之前經(jīng)過研磨的鋯石顆粒進(jìn)行干混，然后進(jìn)行剪切混合以確保作為已制備漿液(隨后干燥)或作為干粉末的均勻性，從而制備鋯石批料。隨后可任選地用有機(jī)粘結(jié)劑例如丙烯酸類膠乳、其他聚合物、淀粉或其他有機(jī)物對(duì)粉末進(jìn)行干混。該制造工藝還可包括壓制粉末狀鋯石批料以形成鋯石制品的步驟。例如，壓制操作可涉及將粉末裝載到橡膠(或類似)袋中并將袋置于振動(dòng)平臺(tái)或類似裝置上以振動(dòng)袋和粉末從而確保最大化的粉末沉降。對(duì)袋進(jìn)行振動(dòng)之后，在頂上放置多孔填塞物，例如棉或布，并將袋抽真空至〈〈I個(gè)大氣壓(例如小于500毫托)，然后密封。之后將密封袋置于等靜壓機(jī)中，浸入液壓流體中進(jìn)行等靜壓制。等靜壓機(jī)將浸入的袋壓制到>10000psi (例如15000-20000psi)保持1_5分鐘，也可能保持超過10分鐘，這取決于最終產(chǎn)品的尺寸和其他條件。所需壓制時(shí)間之后，等靜壓機(jī)減小壓力，取出袋，然后從袋中取出鋯石制品生坯。或者，該制造過程可繞過混合步驟和壓制步驟，而是提供經(jīng)過預(yù)先燒制的溢流槽102 (可以是之前用于生產(chǎn)中的)，該溢流槽的組合物如上所述至少包含:粒徑<5μπι的細(xì)鋯石顆粒，中值粒徑在5-100 μ m范圍內(nèi)的粗鋯石顆粒以及熱分解促進(jìn)劑如氧化鈦。該制造工藝還包括促進(jìn)鋯石制品熱分解的步驟，其中，與粗鋯石顆粒相比，細(xì)鋯石顆粒分解更快且分解程度更高。熱分解促進(jìn)步驟包括將鋯石制品加熱到>1580°C并保持
6-48小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。例如，可以將鋯石制品加熱到任何以下溫度:約1580-1585°C、約1585-1590°C、約 1590-1595O、約 1595-1600°C、約 1600_1605°C、以及約 1605_1610°C。將所加熱的鋯石制品在這些溫度保持以下任何一段時(shí)間:6小時(shí)、7小時(shí)、8小時(shí)、9小時(shí)、10小時(shí)、11小時(shí)、12小時(shí)、13小時(shí)、14小時(shí)、15小時(shí)、16小時(shí)、17小時(shí)、18小時(shí)、19小時(shí)、20小時(shí)、21小時(shí)、22小時(shí)、23小時(shí)、24小時(shí)、25小時(shí)、26小時(shí)、27小時(shí)、28小時(shí)、29小時(shí)、30小時(shí)、31小時(shí)、32小時(shí)、33小時(shí)、34小時(shí)、35小時(shí)、36小時(shí)、37小時(shí)、38小時(shí)、39小時(shí)、40小時(shí)、41小時(shí)、42小時(shí)、43小時(shí)、44小時(shí)、45小時(shí)、46小時(shí)、47小時(shí)、48小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。該制造過程還包括使得在熱分解促進(jìn)步驟過程中熱分解的細(xì)鋯石顆粒在沒有分解的粗鋯石顆粒上重結(jié)晶從而形成抗蠕變性鋯石制品的步驟。在一個(gè)例子中，抗蠕變性鋯石制品可以具有在1180°C和IOOOps i條件下測(cè)得的8-11 X 10_8/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率?；蛘?，抗蠕變性鋯石制品可具有更優(yōu)選的在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的5-7X 10—7小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。重結(jié)晶步驟包括以約小于2°C /小時(shí)的速率將加熱后的鋯石制品冷卻到約1500°C。例如，可通過任何以下冷卻速率將加熱后的鋯石制品冷卻到約1500°C:2°C /小時(shí)、30C /小時(shí)、4°C /小時(shí)、5°C /小時(shí)、6°C /小時(shí)、7°C /小時(shí)、和8°C /小時(shí)。在1500°C以下，可提高冷卻速率。隨后，將經(jīng)過燒制的鋯石制品研磨成所需的形狀和尺寸，在本實(shí)施例中所述鋯石制品指的是溢流槽102。本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，對(duì)根據(jù)背景部分中討論的制造工藝制造的鋯石制品以及根據(jù)本發(fā)明通過改進(jìn)型制造工藝制造的鋯石制品進(jìn)行了比較。在改進(jìn)型制造工藝中，將燒制溫度從1580°C提高到1600或1610°C。將燒制時(shí)間從24小時(shí)延長(zhǎng)到48小時(shí)。將從燒制溫度到1500°C的冷卻速率從8°C /小時(shí)降低到2V /小時(shí)。一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如以下表I中所示:表I
權(quán)利要求
1.一種制造抗蠕變性鋯石制品的方法，該方法包括以下步驟: 提供鋯石制品，其至少包含:粒徑〈5 μ m的細(xì)鋯石顆粒，中值粒徑在5-100 μ m范圍內(nèi)的粗鋯石顆粒，以及熱分解促進(jìn)劑； 促進(jìn)鋯石制品的熱分解，其中，相對(duì)于粗鋯石顆粒，細(xì)鋯石顆粒分解更快且分解程度更聞;以及 使熱分解促進(jìn)步驟過程中經(jīng)過熱分解的細(xì)鋯石顆粒在沒有分解的粗鋯石顆粒上重結(jié)晶，以形成抗蠕變性制品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供步驟還包括制備鋯石批料的步驟，該鋯石批料具有至少包含以下組分的組合物:粒徑〈5 μ m的細(xì)鋯石顆粒、中值粒徑在5-100 μ m范圍內(nèi)的粗鋯石顆粒，以及熱分解促進(jìn)劑，所述提供步驟還包括壓制鋯石批料形成鋯石制品的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋯石制品是預(yù)先經(jīng)過燒制的鋯石制品。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋯石制品具有30-10 μ m/10-5 μ m/<5 μ m鋯石顆粒的三元鋯石組合物，批料中對(duì)應(yīng)的重量％為40-20重量％/40-30重量％/20-50重量％，當(dāng)熱分解促進(jìn)劑與細(xì)鋯石顆粒和粗鋯石顆?；旌蠒r(shí)，所述熱分解促進(jìn)劑的濃度在約0.2-2重量％范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋯石制品具有20-10 μ m/10-5 μ m/<3 μ m鋯石顆粒的三元鋯石組合物，批料中對(duì)應(yīng)的重量％為35-20重量％/35-30重量％/30-50重量％，當(dāng)熱分解促進(jìn)劑與細(xì)鋯石顆粒和粗鋯石顆?；旌蠒r(shí)，所述熱分解促進(jìn)劑的濃度在約0.2-2重量％范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋯石制品具有60-40 μ m/30-10 μ m/10-5 μ m/<5 μ m鋯石顆粒的四元鋯石組合物，批料中對(duì)應(yīng)的重量％為1-10重量％/10-30重量％/20-10重量％/69-50重量％，當(dāng)熱分解促進(jìn)劑與細(xì)鋯石顆粒和粗鋯石顆粒混合時(shí)，所述熱分解促進(jìn)劑的濃度在約0.2-2重量％范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋯石制品具有50-40 μ m/20-10 μ m/10-5 μ m/<3 μ m鋯石顆粒的四元鋯石組合物，批料中對(duì)應(yīng)的重量％為1-5重量％/20-30重量％/10-25重量％/69_40重量％，當(dāng)熱分解促進(jìn)劑與細(xì)鋯石顆粒和粗鋯石顆?；旌蠒r(shí)，所述熱分解促進(jìn)劑的濃度在約0.2-2重量％范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱分解促進(jìn)劑是氧化鈦。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱分解促進(jìn)步驟包括將鋯石制品加熱到>1580°C并保持超過6小時(shí)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述重結(jié)晶步驟包括以約<2°C/小時(shí)的速率將鋯石制品冷卻到約1500°C。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗蠕變性鋯石制品具有在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的〈〈2.2X 10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗蠕變性鋯石制品具有在1300°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的〈IX 10_5/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。
13.如權(quán)利要求1所述的 方法，其特征在于，所述抗蠕變性鋯石制品的密度>3.7克/立方厘米。
14.一種抗蠕變性鋯石制品，其包含: 鋯石制品，其在熱分解和重結(jié)晶過程之前至少包含粒徑〈5 μ m的細(xì)鋯石顆粒、中值粒徑在5-100 μ m范圍內(nèi)的粗鋯石顆粒，以及熱分解促進(jìn)劑，在熱分解和重結(jié)晶過程之后具有在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的〈〈2.2X 10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。
15.如權(quán)利要求14所述的抗蠕變性鋯石制品，其特征在于，所述鋯石制品在熱分解和重結(jié)晶過程之后具有在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的<〈1X10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。
16.如權(quán)利要求14所述的抗蠕變性鋯石制品，其特征在于，所述鋯石制品在熱分解和重結(jié)晶過程之后的密度>3.7克/立方厘米。
17.如權(quán)利要求14所述的抗蠕變性鋯石制品，其特征在于，所述鋯石制品在熱分解和重結(jié)晶過程之后的密度>4.1克/立方厘米。
18.如權(quán)利要求14所述的抗蠕變性鋯石制品，其特征在于，所述熱分解促進(jìn)劑是氧化鈦。
19.一種玻璃制造系統(tǒng)，其包含: 至少一個(gè)設(shè)計(jì)用于提供熔融玻璃的容器； 設(shè)計(jì)用于接受熔融玻璃并形成玻璃帶的成形設(shè)備；和 設(shè)計(jì)用于接受并拉制玻璃帶以形成玻璃板的牽拉輥組件；以及 其特征在于，所述成形設(shè)備至少部分由抗蠕變性鋯石制品制成，該制品具有在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè) 得的〈〈2.2X 10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。
20.一種用于接受熔融玻璃并形成玻璃帶的成形設(shè)備，該成形設(shè)備包含: 具有用于接受熔融玻璃的入口的主體，熔融玻璃從該入口流入在主體中形成的凹槽中，然后從凹槽的兩個(gè)頂表面溢流，流下主體的兩側(cè)，然后在主體兩側(cè)匯合的位置熔合在一起形成玻璃帶，其特征在于，該主體由抗蠕變性鋯石制品制成，該制品具有在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的〈〈2.2X 10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。
21.一種制造玻璃板的方法，該方法包括以下步驟: 熔化批料材料以形成熔融玻璃； 使用成形設(shè)備接受熔融玻璃并形成玻璃帶；和 拉制玻璃帶以形成玻璃板；以及 其特征在于，該成形設(shè)備至少部分由抗蠕變性鋯石制品制成，該制品具有在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的〈〈2.2X 10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述抗蠕變性鋯石制品具有在1180°C和IOOOpsi條件下測(cè)得的〈〈IX 10_7/小時(shí)的小時(shí)應(yīng)變率。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述抗蠕變性鋯石制品的密度>3.7克/立方厘米。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述抗蠕變性鋯石制品的密度>4.1克/立方厘米。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述成形設(shè)備包含具有用于接受熔融玻璃的入口的主體,熔融玻璃從該入口流入在主體中形成的凹槽中，然后從凹槽的兩個(gè)頂表面溢流并流下主體的兩側(cè)，然后在主體兩側(cè)匯合的位置熔合在一起形成玻璃帶。
全文摘要
本文描述了抗蠕變性鋯石制品以及制造該抗蠕變性鋯石制品的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，抗蠕變性鋯石制品具有成形設(shè)備(如溢流槽)的形狀，該成形設(shè)備用于制造玻璃板的熔合工藝中。
文檔編號(hào)C04B35/657GK103080042SQ201180041704
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者W·P·安迪葛, M·J·貝內(nèi)特 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司