本發(fā)明涉及玻璃制備技術，特別涉及一種晶質玻璃及其制備方法。
背景技術：
晶質玻璃是一種具有高折射率的裝飾材料，晶瑩剔透，具有金屬質感，常用于制作工藝品、高檔餐具和首飾等。
公開號為cn1095696a、公開日為1994年11月30日的中國專利公開了一種晶質玻璃，其成分組成包括sio2、k2o、pbo、bao和b2o3?，F(xiàn)有的配方中含有一定量的pbo，以提高玻璃的折射率和色散，并使其具有良好的加工性能。但隨著科技進步和人們環(huán)保意識的增強，pbo對人體和環(huán)境的污染愈來愈得到人們的重視，世界各國均出臺相關政策限制pbo的使用。因此，研發(fā)出一種無鉛的晶質玻璃具有一定的應用價值。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的是提供一種晶質玻璃，其組成中不含鉛。
本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：
一種晶質玻璃，包括sio2、r2o、al2o3、zno、lio、b、ca和fe2o3；按質量百分比計，73％≤sio2≤75％，12％≤r2o≤14％，1.2％≤al2o3≤1.5％，zno≤0.5％，1.5％≤lio≤2.5％，b≤1.0％，7％≤ca≤10％，fe2o3≤0.012％，其中r2o為k2o和na2o的混合物。
進一步優(yōu)選為：按質量百分比計，73％≤sio2≤75％，12％≤r2o≤14％，1.2％<al2o3≤1.5％，zno≤0.5％，1.5％≤lio≤2.5％，b≤0.5％，7％≤ca≤10％，fe2o3≤0.012％，其中r2o為k2o和na2o的混合物。
進一步優(yōu)選為：按質量百分比計，73％≤sio2≤75％，12％≤r2o≤14％，1.2％<al2o3≤1.5％，zno≤0.5％，1.5％≤lio≤2.2％，b≤0.5％，7％≤ca≤10％，fe2o3≤0.012％，其中r2o為k2o和na2o的混合物。
進一步優(yōu)選為：k2o和na2o的質量比為1：3～6。
本發(fā)明的第二目的是提供一種晶質玻璃的制備方法。
本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：
一種晶質玻璃的制備方法，所述晶質玻璃在火焰溫度達到1650～1680℃的條件下進行熔制。
進一步優(yōu)選為：包括如下步驟：
(1)原料配制：稱取配方量的原料，將其混合均勻；
(2)高溫熔制：將混合后的原料置于火焰溫度為1650～1680℃的條件下熔化，熔制時間為11～14hr；
(3)成型加工：澄清、冷卻，至溫度為1350～1400℃；
(4)退火處理；
(5)切割、研磨拋光處理；
步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)在純氧氣氛催化燃燒下進行。
進一步優(yōu)選為：步驟(3)中，冷卻的速度為30～80℃/hr。
進一步優(yōu)選為：步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：以3～4℃/min的速度降溫，至800～900℃時恒溫10～20min；然后再以4.5～6℃/min的速度降溫，至600～700℃；然后自然冷卻至室溫。
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：
1、組成中不含有pb，環(huán)保，無泄露污染的風險；
2、本申請的晶質玻璃的折射率和含鉛晶質玻璃的折射率接近，部分本申請的晶質玻璃的折射率高于含鉛晶質玻璃的折射率，更為透明，進一步提高品質；
3、本申請的晶質玻璃的耐腐蝕性得到進一步提高，提高適用性。
具體實施方式
本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
實施例1-20：一種晶質玻璃，其由如下方法制備得到：
(1)原料配制：如表1稱取配方量的原料，將其混合均勻；
(2)高溫熔制：將混合后的原料置于火焰溫度為1650～1680℃的條件下熔化，熔制時間為11～14hr；
(3)成型加工：澄清、以30～80℃/hr的速度冷卻，至溫度為1350～1400℃；
(4)退火處理：以3～4℃/min的速度降溫，至800～900℃時恒溫10～20min；然后再以4.5～6℃/min的速度降溫，至600～700℃；然后自然冷卻至室溫；
(5)切割、研磨拋光處理；
步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)在純氧氣氛催化燃燒下進行；
其中，實施例1-20的配方如表1所示。
表1實施例1-20的配方(單位：kg)
實施例21：一種晶質玻璃，與實施例1的不同之處在于，步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：以6～7℃/min的速度降溫，至800～900℃時恒溫10～20min；然后再以8～9℃/min的速度降溫，至600～700℃；然后自然冷卻至室溫。
實施例22：一種晶質玻璃，與實施例1的不同之處在于，步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：退火處理的步驟為：以1～1.5℃/min的速度降溫，至800～900℃時恒溫10～20min；然后再以1～2℃/min的速度降溫，至600～700℃；然后自然冷卻至室溫。
實施例23：一種晶質玻璃，與實施例1的不同之處在于，步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：以3～4℃/min的速度降溫，至975～1000℃時恒溫10～20min；然后再以4.5～6℃/min的速度降溫，至775～800℃；然后自然冷卻至室溫。
實施例24：一種晶質玻璃，與實施例1的不同之處在于，步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：退火處理的具體步驟為：以3～4℃/min的速度降溫，至700～725℃時恒溫10～20min；然后再以4.5～6℃/min的速度降溫，至500～525℃；然后自然冷卻至室溫。
實施例25：一種晶質玻璃，與實施例1的不同之處在于，步驟(3)中，冷卻的速度為10℃/hr。
實施例26：一種晶質玻璃，與實施例1的不同之處在于，步驟(3)中，冷卻的速度為100℃/hr。
實施例27：一種晶質玻璃，與實施例1的不同之處在于，步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)在含氧量為90％的空氣氣氛催化燃燒下進行。
實施例28：一種晶質玻璃，與實施例1的不同之處在于，步驟(2)中，火焰溫度為1600℃。
實施例29：一種晶質玻璃，與實施例1的不同之處在于，步驟(2)中，火焰溫度為1750℃。
性能表征測試
1、測試樣品：以實施例1-29、對照試驗1-3的一種晶質玻璃為測試樣品，其中對照試驗1-3按如下方法制備。
(1)對照試驗1：一種晶質玻璃，與實施例1的區(qū)別在于，按質量百分比計，sio2為67.8％，k2o為2.2％，na2o為13.0％，al2o3為1.8％，zno為0.7％，lio為3.0％，b為1.2％，ca為12.0％，fe2o3為0.02％。
(2)對照試驗2：一種晶質玻璃，與實施例1的區(qū)別在于，按質量百分比計，sio2為79.0％，k2o為0.98％，na2o為10.0％，al2o3為0.9％，zno為0.8％，lio為1.0％，b為1.3％，ca為6.0％，fe2o3為0.02％。
(3)對照試驗3：一種晶質玻璃，參照cn1095696a的實施例1制備，其配方為：sio2為47.0％，pbo為20.0％，bao為10.0％，b2o3為10.0％，k2o為13.0％；其熔制和生產(chǎn)工藝中的一些主要溫度參數(shù)為：在1400℃加料，熔融溫度為1420℃，澄清溫度為1250～1350℃，成型溫度為1050℃，軟化溫度為600～620℃，退火溫度為560～580℃。
2、折射率測試
折射率是晶質玻璃的一個非常重要的參數(shù)，可以認為折射率就是電磁波在玻璃中的傳播速度，可通過n＝c/v來計算折射率，其中c為光在真空中的傳播速度，v是光在真空中的傳播速度。將bolo加工成15mm×10mm×5mm大小的長方體，選取兩個垂直面拋光，用阿貝折射儀測試玻璃的折射率。
3、化學穩(wěn)定性測試
化學穩(wěn)定性用腐蝕速率來表示。即將玻璃樣品置于90℃水中6個小時，測試玻璃樣品的質量損失和表面積，通過計算玻璃樣品在單位時間面積上的質量損失來表征玻璃的抗腐蝕性能。用以下公式來計算樣品的腐蝕速率：
c.r.＝δm/(t·s)；
其中，c.r.表示樣品的腐蝕速率，單位為g·mm-2·min-1；δm是腐蝕前后的質量損失，
單位為g；t是腐蝕時間，單位為min；s為處理玻璃的表面積，單位mm2。
折射率和化學穩(wěn)定性的結果均如表2所示。
表2折射率和化學穩(wěn)定性結果