專利名稱：一種負(fù)熱膨脹微晶玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種負(fù)熱熱膨脹微晶玻璃及其制備方法，負(fù)熱膨脹微晶玻璃是指在一定的溫度范圍內(nèi)其線膨脹系數(shù)ノ或體膨脹系數(shù)為負(fù)值的微晶玻璃。根據(jù)其特性可用于航空航天、光電子等高科技領(lǐng)域，制造精密光學(xué)器件等，具有廣闊的應(yīng)用前景.
背景技術(shù)：
微晶玻璃是化學(xué)成份和熔化要求很高的特定組成玻璃，在一定溫度下經(jīng)熱處理后變成有微晶體和玻璃相均勻分布的復(fù)合材料，也稱作陶瓷玻璃。微晶玻璃中的玻璃相與結(jié)晶相兩者的分布狀況隨其比例而變化，當(dāng)玻璃相占的比例大時，玻璃相為連續(xù)的基體，晶相孤立地均勻地分布在其中；如玻璃相較少時，玻璃相分散在晶體網(wǎng)架之間，呈連續(xù)網(wǎng)狀；若 玻璃相數(shù)量很低，則玻璃相以薄膜狀態(tài)分布在晶體之間。微晶玻璃具有低膨脹系數(shù)、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性好、使用溫度高及堅硬耐磨等優(yōu)良性能。國內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)和企業(yè)對負(fù)熱膨脹微晶玻璃的組成、結(jié)構(gòu)、性能、研究狀況及其發(fā)展也做了較多研究，但由于組成復(fù)雜、熔制溫度高、熔制エ藝條件較為苛刻、而且對于大尺寸的整體晶化控制較為困難，所以制備超低膨脹微晶玻璃的難度較大。到目前為止，對于微晶玻璃的應(yīng)用，國內(nèi)很多企業(yè)只局限在建筑材料、微波爐材料等低端廣品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供ー種耐熱沖擊溫度高、熔融溫度低、抗壓強(qiáng)度高、可見光透射率高的微晶玻璃的配備方法，用該方法制備的微晶玻璃可用于航空航天、光電子等高科技領(lǐng)域，用于制造精密光學(xué)器件。ー種負(fù)熱膨脹微晶玻璃，其特征在于，包括以下成分及含量50-70wt%的SiO2 ；15-30wt% 的 Al2O3 ；2-10wt% 的 Li2O ；0-9wt% 的 B2O3 ；0-5wt% 的 R2O,其中 R2O 為 Li20、Na20、K2O中的ー種或幾種；0-10wt%的R0，其中RO為MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO中的ー種或幾種。2、一種權(quán)利要求I所述負(fù)熱膨脹微晶玻璃的制備方法，其特征在于包括以下步驟
O原料制備按上述比例稱量所需原料的重量，然后放入攪拌器內(nèi)充分?jǐn)嚢杌旌虾笞鳛楣虘B(tài)玻璃原料；
2)原料熔融將配制好的固態(tài)玻璃原料投入熔融爐內(nèi)，加熱使熔融爐內(nèi)的溫度超過1400°C并保持24h以上，將固態(tài)玻璃原料溶解為高溫玻璃原液，同時除去固態(tài)玻璃原料溶解時產(chǎn)生的氣泡和異物；
3)玻璃成型將熔融好的高溫玻璃原液通過浮法或者壓型法制成玻璃原片；
4)熱處理將玻璃原片放入高溫爐里進(jìn)行熱處理，熱處理結(jié)束后即可在玻璃原片中生成均一的負(fù)膨脹β -石英固溶體微晶，獲得符合要求的微晶玻璃。本發(fā)明的有益效果
I、負(fù)熱膨脹微晶玻璃利用其負(fù)膨脹性可以生產(chǎn)出可控?zé)崤蛎洸牧?，最大限度的減少高溫材料的內(nèi)應(yīng)カ，增加材料的抗熱沖擊和機(jī)械強(qiáng)度，改善了電絕緣性能，使得介電常數(shù)，耐磨、耐腐蝕等特性。2、通過晶化熱處理，可以徹底消除氣泡、條紋等問題。3、降低了熔融溫度，節(jié)約了生產(chǎn)時間，降低了生產(chǎn)成本。4、負(fù)熱膨脹微晶玻璃的系數(shù)在800-900° C的范圍內(nèi)，抗彎強(qiáng)度為180ΜΡΑ，光譜 透過率95%以上，熱膨脹系數(shù)為_3*10_8 ，鍍膜后微晶玻璃表面和膜層結(jié)合牢固，増加其硬度及抗磨性能。完全可以滿足航空航天、光電子等高科技領(lǐng)域，精密機(jī)械、光學(xué)和電子器件等。
具體實(shí)施例方式負(fù)熱膨脹微晶玻璃原料配方，按照以下百分比組成56%的Si02、19%的Al2O3,8%的Li20,3%的B2O3>3%的Na2O和K2O的混合物、3%的MgO和CaO的混合物以及I. 5%的TiO2,1%的Zr02、2. 5%的P2O5和1%的F。然后將其全部放入V型攪拌器充分?jǐn)嚢杌旌虾笞鳛楣虘B(tài)玻璃原料；接著將配制好的固態(tài)玻璃原料投入電爐或坩堝爐內(nèi)，加熱使?fàn)t內(nèi)的溫度超過1400°C并保持24h以上，即可將固態(tài)玻璃原料溶解為高溫玻璃原液，同時除去固態(tài)玻璃原料溶解時產(chǎn)生的氣泡和異物；然后將熔融好的高溫玻璃原液通過浮法或者壓型法制成玻璃原片；最后將制得的玻璃原片放入高溫爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，該熱處理過程包括微晶核析出和微晶成長兩個階段，其中微晶核析出階段中，使高溫爐內(nèi)的溫度保持在600°C，并持續(xù)2. 5h使玻璃原片中產(chǎn)生盡可能多微晶核，接著將高溫爐內(nèi)的溫度升高到750°C進(jìn)入到微晶成長階段并持續(xù)I. 5h，即可在玻璃原片中生成均一的負(fù)膨脹β_石英固溶體微晶，獲得符合要求的微晶玻璃，在此階段玻璃原片則將由基礎(chǔ)玻璃轉(zhuǎn)化為以微晶結(jié)構(gòu)為主的微晶玻璃，其內(nèi)含有β_石英固溶體的成分為Li20-Al203-2Si02。本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)熱膨脹微晶玻璃，其特征在于，包括以下成分及含量50-70wt%的SiO2 ；15-30wt% 的 Al2O3 ；2-10wt% 的 Li2O ；0-9wt% 的 B2O3 ；0-5wt% 的 R2O,其中 R2O 為 Li20、Na20、K2O中的一種或幾種；0-10wt%的R0，其中RO為MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO中的一種或幾種。
2.—種權(quán)利要求I所述負(fù)熱膨脹微晶玻璃的制備方法，其特征在于包括以下步驟 O原料制備按上述比例稱量所需原料的重量，然后放入攪拌器內(nèi)充分?jǐn)嚢杌旌虾笞鳛楣虘B(tài)玻璃原料； 2)原料熔融將配制好的固態(tài)玻璃原料投入熔融爐內(nèi)，加熱使熔融爐內(nèi)的溫度超過1400°C并保持24h以上，將固態(tài)玻璃原料溶解為高溫玻璃原液，同時除去固態(tài)玻璃原料溶解時產(chǎn)生的氣泡和異物； 3)玻璃成型將熔融好的高溫玻璃原液通過浮法或者壓型法制成玻璃原片； 4)熱處理將玻璃原片放入高溫爐里進(jìn)行熱處理，熱處理結(jié)束后即可在玻璃原片中生成均一的負(fù)膨脹β -石英固溶體微晶，獲得符合要求的微晶玻璃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可用于制造精密光學(xué)器件的負(fù)熱膨脹微晶玻璃及其制備方法，該微晶玻璃組成為50-70%的SiO2；15-30%的Al2O3；2-10%的Li2O；0-9%的B2O3；0-5%的R2O，其中R2O可為Li2O、Na2O、K2O；0-10%的RO，其中RO可為MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO。制備方法是首先稱量所需原料的重量，然后放入攪拌器內(nèi)充分?jǐn)嚢瑁辉偻度肴廴跔t內(nèi)，加熱超過1400℃并保持24h以上，將固態(tài)玻璃原料溶解為高溫玻璃原液，將原液通過浮法或者壓型法制成玻璃原片；將玻璃原片放入高溫爐里進(jìn)行熱處理，熱處理結(jié)束后即可在玻璃原片中生成均一的負(fù)膨脹β-石英固溶體微晶，獲得符合要求的微晶玻璃。
文檔編號C03C10/14GK102838278SQ201210345838
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者蔣達(dá)光 申請人:江蘇宜達(dá)光電科技有限公司