本發(fā)明屬于玻璃技術領域,特別涉及一種微晶玻璃。
背景技術:
隨著我國國民經(jīng)濟穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展,人們生活水平隨之提高,對高檔建材的需求日益擴大,特別是對無輻射高檔石材的替代產(chǎn)品需求更為迫切,但國內的高檔石材的替代產(chǎn)品脆性大,不容易加工成型,導致很多高檔石材需要從國外進口,成本大為提升。
微晶玻璃又稱為陶瓷玻璃,具有玻璃和陶瓷的雙重特性,微晶玻璃由晶體組成,其原子排列有規(guī)律,因此,微晶玻璃比陶瓷的亮度高,而又比玻璃韌性強。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優(yōu)點,優(yōu)于天然石材和陶瓷,可用于建筑幕墻及室內高檔裝飾,還可做機械上的結構材料,電子、電工上的絕緣材料,大規(guī)模集成電路的底板材料、微波爐耐熱列器皿、化工與防腐材料和礦山耐磨材料等,成為理想的高檔石材的替代產(chǎn)品。
但現(xiàn)有的微晶玻璃,其制造過程中的前體玻璃的熔解溫度通常很高,為1450℃~1600℃。這些微晶玻璃為了制造過程的熔解時的均質化和澄清化,會添加澄清劑,作為在前述那樣的高的溫度區(qū)域有效的澄清劑,一直使用砷成分、銻成分。但是,砷成分、銻成分可能會對人體和環(huán)境帶來不好的影響,盡可能控制使用這些成分的要求正在提高。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種不含砷成分、銻成分等有害成分的微晶玻璃。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術方案:
本發(fā)明提供一種微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅15~27份,氧化鋁10~22份,碳酸鈣5~17份,碳酸鈉1~7份,海泡石0.02~0.08份,粉煤灰0.01~0.07份,氧化釹0.01~0.07份。
優(yōu)選地,本發(fā)明所述的微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅17~25份,氧化鋁12~20份,碳酸鈣7~15份,碳酸鈉2~6份,海泡石0.03~0.07份,粉煤灰0.02~0.06份,氧化釹0.02~0.06份。
更優(yōu)選地,本發(fā)明所述的微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅21份,氧化鋁16份,碳酸鈣11份,碳酸鈉4份,海泡石0.05份,粉煤灰0.04份,氧化釹0.04份。
本發(fā)明的二氧化硅賦予微晶玻璃良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,能提高微晶玻璃的強度,降低微晶玻璃的膨脹系數(shù),但隨著含量增大,會導致玻璃液的粘度增大,微晶玻璃的熔制溫度升高,因此二氧化硅的含量設定為:二氧化硅15~27份。
優(yōu)選地,本發(fā)明所述的海泡石的粒徑為50~100nm。在該原料粒徑下,能夠保證微晶玻璃的性能。與二氧化硅配伍,能夠進一步提高微晶玻璃的強度,降低微晶玻璃的膨脹系數(shù)。
優(yōu)選地,本發(fā)明所述的粉煤灰的粒徑為10~20μm。添加該粒徑范圍的粉煤灰,能夠降低微晶玻璃的燒結激活能,降低溶解溫度,降低提高微晶玻璃的致密性,提高其機械性能。
本發(fā)明的微晶玻璃的制備方法,包括以下制備步驟:
1)按重量份稱取原料,加入球磨介質球磨20~30h;
2)烘干,過篩,以16~22℃/min速率升溫至950℃~1010℃,保溫30~60min熔制成均勻玻璃液;
3)玻璃液迅速澆注成型,然后在540℃~570℃的退火爐中退火6~8h,得到玻璃片;
4)將玻璃片在580℃~592℃保溫2h使成核,然后在710℃~722℃保溫3h使晶核長大,得到微晶玻璃。
本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明的微晶玻璃不含砷成分、銻成分等有害成分,也可以得到與砷成分、銻成分相同的澄清效果,可維持這些體系微晶玻璃的有特征的各物性。
2、本發(fā)明的微晶玻璃的配方配伍,制備本發(fā)明的微晶玻璃時,溶解溫度低,節(jié)約能源和成本。
3、本發(fā)明的微晶玻璃熱膨脹系數(shù)低。
4、本發(fā)明的微晶玻璃具有天然玉石的潤澤度和蠟質感,韌性好、強度高、吸水率低、無輻射,容易進一步加工成型,而且成本低,產(chǎn)品合格率高,可廣泛應用在高檔石材的替代品等領域。
具體實施方式
以下結合實施例對本發(fā)明作進一步說明,但本發(fā)明并不局限于這些實施例。
實施例1
一種微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅15份,氧化鋁22份,碳酸鈣5份,碳酸鈉7份,海泡石0.02份,粉煤灰0.07份,氧化釹0.01份。
上述微晶玻璃的制備方法,包括以下制備步驟:
1)按重量份稱取原料,加入球磨介質球磨24h;
2)烘干,過篩,以16℃/min速率升溫至1010℃,保溫30min熔制成均勻玻璃液;
3)玻璃液迅速澆注成型,然后在570℃的退火爐中退火6h,得到玻璃片;
4)將玻璃片在592℃保溫2h使成核,然后在710℃保溫3h使晶核長大,得到微晶玻璃。
性能測試:吸水率為1%;沖擊韌性為6.2kJcm3;莫氏硬度為6.5;抗折強度為93MPa,抗壓強度為850MPa;熱膨脹系數(shù)為0.5×10-7/℃。
實施例2
一種微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅17份,氧化鋁20份,碳酸鈣7份,碳酸鈉6份,海泡石0.03份,粉煤灰0.06份,氧化釹0.02份。
上述微晶玻璃的制備方法,包括以下制備步驟:
1)按重量份稱取原料,加入球磨介質球磨30h;
2)烘干,過篩,以17℃/min速率升溫至1000℃,保溫35min熔制成均勻玻璃液;
3)玻璃液迅速澆注成型,然后在565℃的退火爐中退火7h,得到玻璃片;
4)將玻璃片在590℃保溫2h使成核,然后在712℃保溫3h使晶核長大,得到微晶玻璃。
性能測試:吸水率為2%;沖擊韌性為6.5kJcm3;莫氏硬度為6.3;抗折強度為95MPa,抗壓強度為790MPa;熱膨脹系數(shù)為0.8×10-7/℃。
實施例3
一種微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅19份,氧化鋁18份,碳酸鈣9份,碳酸鈉5份,海泡石0.04份,粉煤灰0.05份,氧化釹0.03份。
上述微晶玻璃的制備方法,包括以下制備步驟:
1)按重量份稱取原料,加入球磨介質球磨28h;
2)烘干,過篩,以18℃/min速率升溫至990℃,保溫40min熔制成均勻玻璃液;
3)玻璃液迅速澆注成型,然后在560℃的退火爐中退火7h,得到玻璃片;
4)將玻璃片在588℃保溫2h使成核,然后在714℃保溫3h使晶核長大,得到微晶玻璃。
性能測試:吸水率為1%;沖擊韌性為5.9kJcm3;莫氏硬度為6.7;抗折強度為94MPa,抗壓強度為820MPa;熱膨脹系數(shù)為0.3×10-7/℃。
實施例4
一種微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅21份,氧化鋁16份,碳酸鈣11份,碳酸鈉4份,海泡石0.05份,粉煤灰0.04份,氧化釹0.04份。
上述微晶玻璃的制備方法,包括以下制備步驟:
1)按重量份稱取原料,加入球磨介質球磨26h;
2)烘干,過篩,以19℃/min速率升溫至980℃,保溫45min熔制成均勻玻璃液;
3)玻璃液迅速澆注成型,然后在555℃的退火爐中退火7h,得到玻璃片;
4)將玻璃片在586℃保溫2h使成核,然后在716℃保溫3h使晶核長大,得到微晶玻璃。
性能測試:吸水率為1%;沖擊韌性為6.8kJcm3;莫氏硬度為7;抗折強度為94MPa,抗壓強度為865MPa;熱膨脹系數(shù)為0.2×10-7/℃。
實施例5
一種微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅23份,氧化鋁14份,碳酸鈣13份,碳酸鈉3份,海泡石0.06份,粉煤灰0.03份,氧化釹0.05份。
上述微晶玻璃的制備方法,包括以下制備步驟:
1)按重量份稱取原料,加入球磨介質球磨24h;
2)烘干,過篩,以20℃/min速率升溫至970℃,保溫50min熔制成均勻玻璃液;
3)玻璃液迅速澆注成型,然后在550℃的退火爐中退火8h,得到玻璃片;
4)將玻璃片在584℃保溫2h使成核,然后在718℃保溫3h使晶核長大,得到微晶玻璃。
性能測試:吸水率為3%;沖擊韌性為6.0kJcm3;莫氏硬度為6;抗折強度為90MPa,抗壓強度為830MPa;熱膨脹系數(shù)為0.4×10-7/℃。
實施例6
一種微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅25份,氧化鋁12份,碳酸鈣15份,碳酸鈉2份,海泡石0.07份,粉煤灰0.02份,氧化釹0.06份。
上述微晶玻璃的制備方法,包括以下制備步驟:
1)按重量份稱取原料,加入球磨介質球磨22h;
2)烘干,過篩,以21℃/min速率升溫至960℃,保溫55min熔制成均勻玻璃液;
3)玻璃液迅速澆注成型,然后在545℃的退火爐中退火6h,得到玻璃片;
4)將玻璃片在582℃保溫2h使成核,然后在720℃保溫3h使晶核長大,得到微晶玻璃。
性能測試:吸水率為3%;沖擊韌性為6.7kJcm3;莫氏硬度為6.2;抗折強度為90MPa,抗壓強度為795MPa;熱膨脹系數(shù)為0.5×10-7/℃。
實施例7
一種微晶玻璃,由以下重量份的原料制成:二氧化硅27份,氧化鋁10份,碳酸鈣17份,碳酸鈉1~份,海泡石0.08份,粉煤灰0.01份,氧化釹0.07份。
上述微晶玻璃的制備方法,包括以下制備步驟:
1)按重量份稱取原料,加入球磨介質球磨20h;
2)烘干,過篩,以22℃/min速率升溫至950℃,保溫60min熔制成均勻玻璃液;
3)玻璃液迅速澆注成型,然后在540℃的退火爐中退火8h,得到玻璃片;
4)將玻璃片在580℃保溫2h使成核,然后在722℃保溫3h使晶核長大,得到微晶玻璃。
性能測試:吸水率為2%;沖擊韌性為7.2kJcm3;莫氏硬度為6.6;抗折強度為95MPa,抗壓強度為820MPa;熱膨脹系數(shù)為0.9×10-7/℃。