專利名稱::晶化玻璃微珠及其生產工藝的制作方法
技術領域:
:本發(fā)明涉及一種玻璃微珠。玻璃微珠是近年來國內外發(fā)展較快的新型工業(yè)材料。它廣泛應用于化工、紡織、輕工、電子、礦山、煤炭、交通、航運、精密機械加工等工業(yè)部門。目前作為研磨介質、填充劑及噴丸拋光使用的玻璃微珠均以普通鈉鈣系玻璃為原料,粒徑一般在45μm~6mm之間。僅就研磨介質用玻璃微珠而言,主要應用于輕工、化工、電子等行業(yè)中染料、涂料、油墨、油漆、著色劑、藥品、食品造紙諸類產品生產中作為研磨介質使用。但是面對一些對研磨介質的化學穩(wěn)定性、耐磨性要求更高、更嚴格的行業(yè),如電子行業(yè)、藥品食品、造紙等行業(yè),則普通鈉鈣玻璃微珠就顯得不滿足要求了?;げ吭M織《研磨介質》調研,調研結果指出,僅作為染料、涂料工業(yè)的主要研磨介質——玻璃微珠,國內產品普通存在著強度較低,耐磨能力較差等缺點,并在不同程度上影響化工產品的質量。因此,高強度、高耐磨的玻璃微珠,已成為應用研磨介質的工業(yè)部門的迫切要求。目前,這些行業(yè)中有的應用氧化鋁球,氧化鋯球及瑪瑙球作為研磨介質。但是氧化鋁球由于受其成型工藝的限制,粒徑不能太小,只能在φ10mm以上。而氧化鋯球作為一種高級的研磨介質,其理化性能指標相對很高,但其成本相當昂貴,限制了其廣泛的應用。因此研制一種新型、低成本高性能的研磨介質用玻璃微珠是十分必要的。國內在提高研磨介質用玻璃微珠的強度,耐磨性等方面,曾進行過玻璃微珠鋼化增強的研究,用鋼化的方法,改善普通鈉鈣系玻璃微珠的理化性能,但效果不理想。微晶玻璃是一種以普通玻璃組分為基礎,加入晶核劑,經熔融冷卻,并在一定溫度下經過核化,結晶處理后,具有微晶體和均勻分布的殘余玻璃相的復合材料。它具有許多特殊的功能,如質地致密、無氣孔、不透氣、不透水、機械強度比一般的玻璃、陶瓷都高得多,抗沖擊強度約是普通玻璃的8倍,抗壓強度約是普通玻璃的2倍,耐磨性化學穩(wěn)定性,電性能等均優(yōu)于普通玻璃。以往微晶玻璃的應用大都作為板材、管材、軸承,機械部件,器皿等使用,目前,尚未見國外對晶化微珠方面研究的報導。本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種晶化玻璃微珠及其生產工藝,以使得該微珠作為研磨介質、填充劑及噴丸拋光使用時,具有很好的耐磨性、機械強度和化學穩(wěn)定性。本發(fā)明采用含有晶核的玻璃為原料,利用普通玻璃微珠的成珠工藝成珠,再將成珠后的微珠進行核化、結晶處理制成本發(fā)明所述的高強、耐磨晶化玻璃微珠。附圖為本發(fā)明所述生產工藝的流程圖。本發(fā)明所述的晶化玻璃微珠可由化學原料或礦物料制得,該晶化微珠所用原料的化學組成為SiO237~84%,Al2O32.5~38%,CaO4~58%,MgO2~65%,F(xiàn)e2O30.1~36%,F(xiàn)eO0.1~28%,K2O0.2~10%,Na2O0.3~9%,MnO0.1~5%,TiO20.03~10%,ZrO20~11%,Cr2O31.3~14%F0~6%,S-20~5%,P2O50~5%,CuO0~6%,Li2O0~25%,ZnS0~6%以上百分比均為重量百分比。如附圖所示,將制珠所用原料破碎、清洗、干燥、粉磨、篩分、制成<φ8mm顆粒料,將該料投入成球爐中成球,成球溫度800~1550℃,成球時間<60分鐘,制成的微珠粒徑為45μm~6mm,將成球后的微珠放入晶化爐中晶化,核化結晶溫度為350~1350℃,晶化時間<60分鐘,再冷卻至40~80℃出爐,即制得所述晶化微珠,其晶體含量為30~98%。其性能見表1。表1</tables>實例一取化學組成如下所述的玻璃料制取本發(fā)明所述微珠化學組成SiO249%,Al2O315.3%,CaO7.1%,MgO8.6%,F(xiàn)eO11.5%,F(xiàn)e2O32.5%RO6%。(注RO為金屬氧化物)將上述化學組成之原料破碎至14~18目(標準篩)清洗、烘干與隔離劑(石墨等)混合,投入1240℃成球爐(井式電爐)中,燒結20分鐘,成球后進入晶化爐(馬弗爐)中晶化,晶化溫度為870℃,晶化時間為20分鐘,制得的φ0.6~1.0mm晶化微珠成球率達85%以上,體積結晶率達60%以上,性能滿足前表1要求。實例二取向上例相同的原料破碎至18~20目,清洗、烘干后在1230℃的成球爐中燒結15分鐘,成球后進入晶化爐,晶化溫度600℃,晶化時間為15分鐘,再冷卻至40~60℃出爐制得晶化微珠,制得的微珠直徑φ0.4~0.8mm,成球率達85%以上,體積結晶率>60%,性能滿足前表1要求。本發(fā)明所述的晶化玻璃微珠具有機械強度高,耐磨損,化學穩(wěn)定性好的優(yōu)點??勺鳛檠心ソ橘|,填充劑及噴丸拋光使用,廣泛應用于輕工、化工、紡織、電子、礦山、煤炭、精密機械加工等工業(yè)部門。權利要求1.一種晶化玻璃微珠,其特征在于以含晶核的玻璃或礦物原料制成其化學成分為SiO237~84%,Al2O32.5~38%,CaO4~58%,MgO2~65%,F(xiàn)e2O30.1~36%,F(xiàn)eO0.1~28%,K2O0.2~10%,Na2O0.3~9%,MnO0.1~5%,TiO20.03~10%,ZrO20~11%,Cr2O31.3~14%,F(xiàn)0~6%,S-20~5%,P2O50~5%,CuO0~6%,Li2O0~25%,ZnS0~6%,所述微珠粒徑為45μm~6mm,晶體含量為30~98%。2.一種權利要求1所述晶化玻璃微珠的生產工藝,其特征在于利用普通玻璃微珠的成球工藝成球,成球溫度850~1550℃,燒結時間<60分鐘,成球后的微珠投入晶化爐中晶化,核化結晶溫度為350~1350℃,晶化時間<60分鐘,再冷卻至40~80℃出爐,即制得所述的晶化玻璃微珠。全文摘要本發(fā)明涉及一種玻璃微珠及其生產工藝,本發(fā)明采用含有晶核的玻璃利用普通玻璃微珠的成珠工藝成珠,再將成珠的微珠進行核化、結晶處理,即制得高強、耐磨及化學穩(wěn)定性好的晶化玻璃微珠,其成珠溫度為850~1550℃,燒結時間<60分鐘,核化、結晶溫度為350~1350℃,晶化時間<60分鐘。文檔編號C03C10/00GK1158321SQ9612057公開日1997年9月3日申請日期1996年11月21日優(yōu)先權日1996年11月21日發(fā)明者劉鳳英,方明虎,周嶅申請人:中國建筑材料科學研究院