專利名稱：一種促進(jìn)玻璃表面析晶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種促進(jìn)玻璃表面析晶的方法，屬于特種玻璃材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
玻璃由于其內(nèi)能高于對(duì)應(yīng)的晶態(tài)，具有自發(fā)析晶趨勢(shì)，但由于其粘度大，能長(zhǎng)期處于介穩(wěn)狀態(tài)。通過人為誘導(dǎo)可以使玻璃析晶，控制玻璃析晶可以改善玻璃性能，也可以制得微晶玻璃，拓展玻璃應(yīng)用領(lǐng)域。有用的微晶玻璃是先制得玻璃再控制析晶后獲得的，玻璃的析晶一般包括整體析晶和表面析晶兩種形式。整體析晶時(shí)，析晶是從玻璃內(nèi)部各處同時(shí)析晶的，通過向玻璃中預(yù)先引入晶核劑，增加玻璃的成核位，可促進(jìn)玻璃的整體析晶；而表面析晶是指析晶從玻璃表面開始，然后晶體向內(nèi)部生長(zhǎng)而成。表面析晶對(duì)玻璃的表面積有顯著響應(yīng)，增加玻璃的表面積能顯著促進(jìn)表面析晶，例如傳統(tǒng)方法一般是將玻璃粉的粒度盡 量減小，以促進(jìn)玻璃的表面析晶，但是這種方法只能適用于玻璃粉，對(duì)塊體玻璃并不適用。除此而外，未見其它能促進(jìn)玻璃表面析晶的方法。玻璃析晶程度的大小可從兩個(gè)方面反映出來，一是玻璃的析晶速度，玻璃析晶速度的提高可以減少達(dá)到相同析晶厚度所需的時(shí)間，有利于提高微晶玻璃的制備效率；二是可以從析晶層中晶體含量的大小來判斷析晶程度，由于從玻璃到晶態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，一般有部分殘余玻璃相，因此，析晶層中總晶體含量越多，表明其析晶程度越高，玻璃性能更符合使用要求。析晶磷酸鐵鋰玻璃在鋰離子電池的正極材料或磁性材料領(lǐng)域有潛在應(yīng)用，而磷酸鐵鋰玻璃本身不具有這些功能，因此促進(jìn)磷酸鐵鋰玻璃析晶是實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用的前提之一。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，純的磷酸鐵鋰玻璃僅發(fā)生表面析晶為主，因此如何在不將其磨成粉而設(shè)法促進(jìn)其析晶是實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用要解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種促進(jìn)玻璃表面析晶的方法，該方法簡(jiǎn)便易行，能夠顯著提高玻璃的表面析晶能力，在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較厚的析晶層或提高析晶層中的晶體含量。本發(fā)明通過向玻璃中引入氧化鈦、三氧化二鉻，以促進(jìn)玻璃的表面析晶，具體技術(shù)方案如下
一種促進(jìn)玻璃表面析晶的方法，其特征是在制備玻璃時(shí)，向玻璃中引入促進(jìn)析晶劑，以促進(jìn)所得玻璃的表面析晶，所述促進(jìn)析晶劑包括氧化鈦、三氧化二鉻或者這兩者的混合物。本發(fā)明在制備普通玻璃的過程中，通過在玻璃的一般配料中引入促進(jìn)析晶劑的方式提高玻璃表面析晶速度，或增加析晶層中晶相含量。在上述促進(jìn)析晶的方法中，促進(jìn)析晶劑在制備玻璃時(shí)與其它一般玻璃原料一起加入。
促進(jìn)析晶劑本是用來促進(jìn)玻璃整體析晶的。本發(fā)明方法中，促進(jìn)析晶劑沒有導(dǎo)致玻璃整體析晶，而是促進(jìn)了玻璃的表面析晶，因此可提高微晶玻璃的制作效率。促進(jìn)析晶劑是在具有表面析晶速率慢的玻璃中加入的。例如，本發(fā)明促進(jìn)玻璃表面析晶所指的玻璃優(yōu)選為磷酸鐵鋰玻璃，所述磷酸鐵鋰玻璃一般是由Li20、Fe203、P205組成，這三者之和為100%。優(yōu)選的，所述磷酸鐵鋰玻璃的組成為=Li2O 2-17wt%, Fe2O3 18_52wt%，P2O5 46_65wt%。在促進(jìn)磷酸鐵鋰玻璃析晶時(shí)，是在磷酸鐵鋰玻璃的基礎(chǔ)上加入促進(jìn)析晶劑實(shí)現(xiàn)的，促進(jìn)析晶劑的加入量為磷酸鐵鋰玻璃的0_8wt%，不包括0wt%，也即為磷酸鐵鋰玻璃組成之和(即Li20、Fe203、P205三者之和=100%)的0_8wt%，不包括0wt%。其他玻璃促進(jìn)表面析晶時(shí)，促進(jìn)析晶劑的用量也是這樣計(jì)算，以為加入促進(jìn)析晶劑前玻璃的各組成之和為I計(jì)，促進(jìn)析晶劑為玻璃的各組成之和的0-8wt% (不包括O)。促進(jìn)析晶劑可以是氧化鈦或者三氧化二鉻，也可以是這兩者的混合物。當(dāng)促進(jìn)析晶劑為氧化鈦和三氧化二鉻的混合物時(shí)，氧化鈦和三氧化二鉻的總用量?jī)?yōu)選為2-8wt%，其中，氧化鈦或三氧化二鉻的用量分別為l_5wt%。 具體的，促進(jìn)表面析晶包括以下步驟
(O稱取促進(jìn)析晶劑及玻璃其他原料，混合均勻；
(2)將步驟(I)的混合料加熱熔融成玻璃液；
(3)將玻璃液澆鑄、退火、冷卻，得玻璃試樣；
(4)將玻璃試樣切成合適的樣品，然后進(jìn)行熱處理，熱處理在同一溫度下完成或者在兩個(gè)不同溫度下分兩段完成。上述步驟(2)中將混合料在1100-1300°C下熔融，優(yōu)選1200°C，熔融時(shí)間一般為40 90min,優(yōu)選 Ih0上述步驟(3)中，退火溫度為300 400°C，退火時(shí)間為I 2h。上述步驟(4)中，熱處理過程為以3 10°C / min的升溫速率升至560 630°C，并在此溫度下保溫O. 5 2h ;或者是以3 10°C /min的升溫速率升至430 500°C，在此溫度下保溫O. 5 2h，然后以同樣的升溫速率升至560 630°C，在此溫度下保溫O. 5 2h。玻璃析晶除了與加入的促進(jìn)析晶劑有關(guān)外，還與玻璃的熱處理?xiàng)l件等因素有關(guān)，通過控制這些因素可以得到所需的微晶玻璃。在其他因素不變的情況下，控制熱處理時(shí)的時(shí)間可以增大析晶層的厚度或者增加析晶層中晶體的含量。當(dāng)對(duì)組分為L(zhǎng)i2O 2-17wt%, Fe2O3 18_52wt%，P2O5 46_65wt% 的磷酸鐵鋰玻璃進(jìn)行促進(jìn)表面析晶處理后，所得的玻璃組成包括玻璃基本成分和促進(jìn)析晶劑，其中促進(jìn)析晶劑為玻璃基本成分的0-8wt%，不包括0wt%，主晶相為L(zhǎng)iFeP2O7 ;所述玻璃基本成分為=Li2O2-17wt%, Fe2O3 18-40wt%, P2O5 56-65wt%, Li20、Fe2O3、P2O5 和為 100wt%，所述促進(jìn)析晶劑為1102或0203。當(dāng)TiO2和Cr2O3同時(shí)存在時(shí)，他們的含量為2 8%，其中，氧化鈦或三氧化二鉻的用量分別為l_5wt%。本發(fā)明促進(jìn)析晶劑可以提高玻璃的表面析晶速度，從而可以縮短獲得相同厚度析晶層時(shí)所需的熱處理時(shí)間，提高工作效率；或者，促進(jìn)析晶劑還可以提高析晶層中晶體的含量，從而使析晶效果更好，只要有這兩種情況中的一種出現(xiàn)就可以判定玻璃表面析晶程度有所提聞。本發(fā)明通過簡(jiǎn)單的方法促進(jìn)了玻璃的表面析晶。在無需對(duì)玻璃進(jìn)行破碎的情況下，添加傳統(tǒng)的整體析晶時(shí)使用的玻璃晶核劑(TiO2、Cr2O3)就可以提高玻璃的表面析晶速度或表面析晶層中晶相含量，工藝簡(jiǎn)單易行，對(duì)表面析晶效果顯著。并且，可以通過調(diào)節(jié)TiO2、Cr2O3的用量得到不同析晶層厚度和晶體含量的析晶玻璃，滿足各種不同需求。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例1-5中所得析晶玻璃試樣的XRD圖譜。圖2為本發(fā)明實(shí)施例14-17中所得析晶玻璃試樣的XRD圖譜。圖3為本發(fā)明加入促進(jìn)析晶劑后玻璃的表面析晶狀況，其中A為表面析晶層，B為玻璃相。從圖中可以看出，該玻璃無整體析晶,只有表面析晶。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。如無特別說明，引入磷酸鐵 鋰玻璃中的Li、Fe、P的原料為碳酸鋰、三氧化二鐵和磷酸二氫銨。實(shí)施例I
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%，F(xiàn)e2O3 29%, P2O5 63%，制備方法如下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1200°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為Ih ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。退火后的玻璃小試樣以5°C/min升溫速率至晶核形成溫度440°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度565°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為361. 6 μ m，由XRD圖譜分析析晶層的主晶相為L(zhǎng)iFeP2O7 (見圖I)。實(shí)施例2
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑Cr2O3為5%。制備方法如
下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1200°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為Ih ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。退火后的玻璃小試樣以5°C/min升溫速率至晶核形成溫度490°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度620°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為1081. 3 μ m，由XRD圖譜分析主晶相為L(zhǎng)iFeP2O7，見圖1，同時(shí)，從圖中可以看出，此樣的衍射峰較實(shí)施例I未加促進(jìn)析晶劑樣品的峰聞，表明晶相的含量增加。實(shí)施例3
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑TiO2為2%，Cr2O3為3%。制備方法如下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1200°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為Ih ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。退火后的玻璃小試樣以5°C/min升溫速率至晶核形成溫度480°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度620°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為2047. 6 μ m，由XRD圖譜分析主晶相為L(zhǎng)iFeP2O7，見圖1，同時(shí)，從圖中可以看出，此樣的衍射峰較實(shí)施例I未加促進(jìn)析晶劑樣品的峰聞，表明晶相的含量增加。實(shí)施例4
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑TiO2為3%，Cr2O3為2%。制備方法如下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1200°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為Ih ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。退火后的玻璃小試樣以5°C/min升溫速率至晶核形成溫度490°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度620°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為1868. 5 μ m，由XRD圖譜分析主晶相為L(zhǎng)iFeP2O7，見圖1，同時(shí)，從圖中可以看出，此樣的衍射峰較實(shí)施例I未加促進(jìn)析晶劑樣品的峰聞，表明晶相的含量增加。
實(shí)施例5
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑TiO2為5%。制備方法如下按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1200°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為Ih ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。退火后的玻璃小試樣以5°C/min升溫速率至晶核形成溫度460°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度610°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為908. 4 μ m，由XRD圖譜分析主晶相為L(zhǎng)iFeP2O7，見圖1，同時(shí)，從圖中可以看出，此樣的衍射峰較實(shí)施例I未加促進(jìn)析晶劑樣品的峰高，表明晶相的含量增加。實(shí)施例6
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%，F(xiàn)e2O3 29%, P2O5 63%，制備方法如下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1300°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為40min ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫l_2h退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。熱處理?xiàng)l件為退火后的玻璃小試樣以5°C /min升溫速率至晶核形成溫度440°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度565°C，保溫lh。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為204. I μ m。實(shí)施例7
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑Cr2O3為5%。制備方法如
下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1300°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為40min ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫l_2h退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。熱處理?xiàng)l件為退火后的玻璃小試樣以3°C /min升溫速率至晶核形成溫度490°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度620°C，保溫lh。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為785. 7 μ m。實(shí)施例8
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑TiO2為3%，Cr2O3為2%。制備方法如下按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1300°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為40min ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫l_2h退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。熱處理?xiàng)l件為退火后的玻璃小試樣以5°C /min升溫速率至晶核形成溫度490°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度620°C，保溫lh。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為1007. 7 μ mD實(shí)施例9
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%，F(xiàn)e2O3 29%, P2O5 63%制備方法如下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1100°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為90min ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。熱處理?xiàng)l件為退火后的玻 璃小試樣以5°C /min升溫速率至析晶峰溫度565°C，保溫lh。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為194. I μ m。實(shí)施例10
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑Cr2O3為5%。制備方法如
下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1100°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為90min ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。熱處理?xiàng)l件為退火后的玻璃小試樣以5°C /min升溫速率至析晶峰溫度620°C，保溫lh。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為524. 3 μ m。實(shí)施例11
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑TiO2為3%，Cr2O3為2%。制備方法如下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1100°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為90min ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。熱處理?xiàng)l件為退火后的玻璃小試樣以5°C /min升溫速率至析晶峰溫度620°C，保溫lh。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為968. 7 μ m。實(shí)施例12
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑Cr2O3為5%。制備方法如
下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1100°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為90min ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。熱處理?xiàng)l件為退火后的玻璃小試樣以5°C /min升溫速率至晶核形成溫度490°C，保溫Ih ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度620°C，保溫lh。熱處理后的試樣觀察其析晶層相比于實(shí)施例10厚些。實(shí)施例13
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑Cr2O3為5%。制備方法如下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1100°c的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為90min ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。熱處理?xiàng)l件為退火后的玻璃小試樣以10°C/min升溫速率至析晶峰溫度560°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為954. 7 μ m。實(shí)施例14
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%，F(xiàn)e2O3 29%, P2O5 63%，制備方法如下
按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1200°C的硅碳棒
電爐中熔化，熔制時(shí)間為Ih ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。退火后的玻璃小試樣以5°C/min升溫速率至晶核形成溫度450°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度600°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為1650. O μ m。實(shí)施例15
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑TiO2為2%。制備方法如下按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1200°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為Ih ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。退火后的玻璃小試樣以5°C/min升溫速率至晶核形成溫度450°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度600°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為950. O μ m。這里析晶厚度與實(shí)施例13相比變薄，但圖2顯示，衍射峰變強(qiáng)，玻璃相的特征峰變得不明顯，表明析晶層中晶體含量高。實(shí)施例16
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑TiO2為5%。制備方法如下按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1200°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為Ih ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。退火后的玻璃小試樣以5°C/min升溫速率至晶核形成溫度450°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度600°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為640. O μ m。這里析晶厚度與實(shí)施例13相比變薄，但圖2顯示，衍射峰變強(qiáng)，玻璃相的特征峰變得不明顯，表明析晶層中晶體含量高。實(shí)施例17
玻璃組成為L(zhǎng)i2O 8%, Fe2O3 29%, P2O5 63%，外加促進(jìn)析晶劑TiO2為8%。制備方法如下按以上的質(zhì)量百分比稱取原料混合均勻，將混合料放入石英坩堝中于1200°C的硅碳棒電爐中熔化，熔制時(shí)間為Ih ;將玻璃液澆注在預(yù)熱的模具中，將玻璃迅速移到已升溫300 400°C馬弗爐中，保溫Ih退火。關(guān)閉馬弗爐，降溫至室溫。退火后的玻璃小試樣以10°C/min升溫速率至晶核形成溫度450°C，保溫2h ;然后以同樣的升溫速率至析晶峰溫度600°C，保溫2h。熱處理后的試樣經(jīng)光學(xué)顯微鏡分析析晶層的厚度為360. O μ m。這里析晶厚度與實(shí)施例13相比變薄，但圖2顯示，衍射峰變強(qiáng)，玻璃相的特征峰變得不明顯，表明析晶層中晶體含量高。實(shí)施例18
按照實(shí)施例2的方法處理玻璃，不同的是磷酸鐵鋰玻璃組成為=Li2O 2%，F(xiàn)e2O3 52%,P2O5 46%，外加促進(jìn)析晶劑Cr2O3為5%。其促進(jìn)析晶情況與實(shí)施例2相近。實(shí)施例19 按照實(shí)施例3的方法處理玻璃，不同的是磷酸鐵鋰玻璃組成為L(zhǎng)i2O 17%, Fe2O3 18%,P2O5 65%，外加促進(jìn)析晶劑TiO2為2%，Cr2O3為3%。其促進(jìn)析晶情況與實(shí)施例3相近。
權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)玻璃表面析晶的方法，其特征是在制備玻璃吋，向玻璃中引入促進(jìn)析晶齊U，以促進(jìn)所得玻璃的表面析晶，所述促進(jìn)析晶劑包括氧化鈦、三氧化ニ鉻或者這兩者的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是促進(jìn)析晶劑在制備玻璃時(shí)與其它玻璃原料一起加入。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是促進(jìn)析晶劑的用量為除促進(jìn)析晶劑外玻璃其他各組分含量之和的0-8wt%，不包括Owt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是當(dāng)促進(jìn)析晶劑為氧化鈦和三氧化ニ鉻的混合物吋，氧化鈦和三氧化ニ鉻的總用量為除促進(jìn)析晶劑外玻璃其他各組分含量之和的.2-8wt%,其中，氧化鈦或三氧化ニ鉻的用量分別為l_5wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，包括以下步驟 (1)稱取促進(jìn)析晶劑及玻璃其他原料，混合均勻； (2)將步驟(I)的混合料加熱熔融成玻璃液； (3)將玻璃液澆鑄、退火、冷卻，得玻璃試樣； (4)將玻璃試樣切成合適的樣品，然后進(jìn)行熱處理，熱處理在ー個(gè)溫度下完成或者在兩個(gè)不同溫度下分兩段完成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是步驟(2)中將混合料在1100-1300°C下熔融，熔融時(shí)間為40 90min ;步驟(3)中，退火溫度為300 400°C，退火時(shí)間為I 2h ;步驟(4)中，熱處理過程為以3 10°C / min的升溫速率升至560 630°C，并在此溫度下保溫O. 5 2h，或者是以3 10°C /min的升溫速率升至430 500°C，在此溫度下保溫O. 5 2h，然后以同樣的升溫速率升至560 630°C，在此溫度下保溫O. 5 2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征是所述玻璃為磷酸鐵鋰玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，在未引入促進(jìn)析晶劑前，所述磷酸鐵鋰玻璃的組成為=Li2O 2-17wt%, Fe2O3 18-52wt%, P2O5 46_65wt%，Li20、Fe203、P2O5 和為 100wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是磷酸鐵鋰玻璃中引入Li、Fe、P的原料為碳酸鋰、三氧化ニ鐵、磷酸ニ氫銨。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種促進(jìn)玻璃表面析晶的方法，步驟為在制備玻璃時(shí)，向玻璃中引入促進(jìn)析晶劑，以促進(jìn)所得玻璃的表面析晶，所述促進(jìn)析晶劑包括氧化鈦、三氧化二鉻或者這兩者的混合物。本發(fā)明通過簡(jiǎn)單的方法促進(jìn)了玻璃的表面析晶，在無需對(duì)玻璃進(jìn)行破碎的情況下，添加傳統(tǒng)的整體析晶時(shí)使用的玻璃晶核劑(TiO2、Cr2O3)就可以提高玻璃的表面析晶速度或表面析晶層中的晶相含量，工藝簡(jiǎn)單易行，對(duì)表面析晶效果顯著。并且，可以通過調(diào)節(jié)TiO2、Cr2O3的用量得到不同析晶層厚度和晶體含量的析晶玻璃，滿足各種不同需求。
文檔編號(hào)C03B32/02GK102849952SQ20121036800
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者劉世權(quán), 劉華麗, 王濤, 王迎輝, 楊瑞娟 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)