一种耐热玻璃材料及制备方法与流程

文档序号:11701927阅读:197来源:国知局

本发明属于玻璃材料技术领域,具体地,涉及一种耐热玻璃材料及制备方法。



背景技术:

耐热玻璃是指能够承受冷热聚变温差变化的特种玻璃,具有低膨胀、抗热震、耐热、耐腐蚀、强度高等一系列优良性能,多用于器皿、工业锅炉视镜和机械设备视窗玻璃等。

耐热玻璃含有耐热性强的硼酸、硅酸成分,能够承受冷热聚变温差变化的特种玻璃。热膨胀系数(因温度提高导致玻璃体膨胀的比率)比较小,在急剧温度变化下也不易破碎。具有低膨胀、抗热震、耐高温、耐腐蚀、强度高等一系列优良性能。其原料价格比普通玻璃高,制造费用也较高,因此耐热玻璃的销售价比普通玻璃、钢化玻璃高。耐热玻璃材质使用安全系数高,绝不会发生类似钢化玻璃的自爆现象;热膨胀系数小,耐急剧温度变化范围大(≥120℃)、耐热最高温度达1200℃。耐热玻璃多用于器皿、奶瓶、实验用烧杯、工业锅炉视镜、机械设备视窗玻璃等。

多数玻璃的组成成分中都有硅酸盐类成分,如硅酸钠、硅酸钾等。这些成分的存在会制约玻璃的使用。如果玻璃的主要组成都为硅酸盐类成分,其耐热性较差,经过长时间接触碱液后,玻璃表面会不平滑,影响玻璃的性能。玻璃也和大多数物质一样,在受热后,会产生一定的膨胀,玻璃过分的膨胀会影响玻璃的稳定性。

常规的玻璃材料的耐热性能较差、热膨胀系数较高,长期处于碱性环境下玻璃的外表会产生较大的侵蚀现象。同时其较高的热膨胀系数也会让其在受热后趋于不稳定。因此有必要提高玻璃的耐热性能和热稳定性。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种耐热玻璃材料,旨在解决普通的玻璃材料由于其耐热性能较差、热膨胀系数过高从而不耐热性环境、受热不稳定的问题。

本发明的另一个目的在于提供该耐热玻璃材料的制备方法。

根据本发明的一个方面提供一种耐热玻璃材料,所述耐热玻璃材料包括如下重量份数的组分:teo2为3-8份,k2o为11-19份,sio2为14-19份,tm2o3为4-9份,yb2o3为6-12份,er2o为7-14份,nb2o5为7-17份,bi2o3为9-15份。

优选地,teo2为4-7份,k2o为12-18份,sio2为15-18份,tm2o3为5-7份,yb2o3为7-11份,er2o为8-13份,nb2o5为8-16份,bi2o3为10-14份。

优选地,teo2为5份,k2o为15份,sio2为16份,tm2o3为6份,yb2o3为9份,er2o为9份,nb2o5为11份,bi2o3为12份。

根据本发明的另一个方面,提供所述的耐热玻璃材料制备方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

(1)取玻璃成分重量比为:teo2为3-8份,k2o为11-19份,sio2为14-19份,tm2o3为4-9份,yb2o3为6-12份,er2o为7-14份,nb2o5为7-17份,bi2o3为9-15份,将上述氧化物对应的原料进行混合;

(2)将混匀后的玻璃原料使用超微粉碎机进行粉碎,粉碎后用筛子筛选出通过的粉末;

(3)打开刚玉坩埚,将通过筛子的粉末加入刚玉坩埚中,以升温速率为30℃/min的情况下将刚玉坩埚加热,温度达到最高后保持温度不变,同时对玻璃液进行搅拌;

(4)搅拌结束后通气进行澄清;

(5)澄清后将玻璃液体浇注至模具中;

(6)浇注后对玻璃进行退火,再降温,最后冷却至室温,制备得耐热的玻璃材料。

优选地,所述粉碎后用400-500目筛子筛选出通过的粉末。

优选地,所述将刚玉坩埚加热至1200-1300℃。

优选地,所述温度达到最高后保持温度不变2-4h。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

(1)本发明制备得到的玻璃材料具有较低的热膨胀系数,制备的玻璃材料在密闭情况下,表面喷涂10wt%的氢氧化钠溶液后分别放置30h或50h表面无腐蚀现象。在350℃、400℃下放置25h后无软化现象;

(2)本发明制备得到的玻璃材料的耐热性能较好、热膨胀系数较低,长期处于高温环境下玻璃无软化现象。同时其较低的热膨胀系数也会让其在受热后趋于稳定。因此有较好的耐热性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明制备得到的玻璃材料具有较低的热膨胀系数,制备的玻璃材料在密闭情况下,表面喷涂10wt%的氢氧化钠溶液后分别放置30h或50h表面无腐蚀现象。在350℃、400℃下放置25h后无软化现象;

本发明制备得到的玻璃材料的耐热性能较好、热膨胀系数较低,长期处于高温环境下玻璃无软化现象。同时其较低的热膨胀系数也会让其在受热后趋于稳定。因此有较好的耐热性能。

实施例1

本实施例提供一种耐热玻璃材料,所述耐热玻璃材料包括如下重量份数的组分:teo2为8份,k2o为11份,sio2为19份,tm2o3为4份,yb2o3为12份,er2o为7份,nb2o5为17份,bi2o3为9份。

本实施例所述的耐热玻璃材料制备方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

(1)取玻璃成分重量比为:teo2为8份,k2o为11份,sio2为19份,tm2o3为4份,yb2o3为12份,er2o为7份,nb2o5为17份,bi2o3为9份,将上述氧化物对应的原料进行混合;

(2)将混匀后的玻璃原料使用超微粉碎机进行粉碎,粉碎后用筛子筛选出通过的粉末;

(3)打开刚玉坩埚,将通过筛子的粉末加入刚玉坩埚中,以升温速率为30℃/min的情况下将刚玉坩埚加热,温度达到最高后保持温度不变,同时对玻璃液进行搅拌;

(4)搅拌结束后通气进行澄清;

(5)澄清后将玻璃液体浇注至模具中;

(6)浇注后对玻璃进行退火,再降温,最后冷却至室温,制备得耐热的玻璃材料。

所述粉碎后用500目筛子筛选出通过的粉末。

所述将刚玉坩埚加热至1200℃。

所述温度达到最高后保持温度不变4h。

实施例2

本实施例提供一种耐热玻璃材料,所述耐热玻璃材料包括如下重量份数的组分:teo2为3份,k2o为19份,sio2为14份,tm2o3为9份,yb2o3为6份,er2o为14份,nb2o5为7份,bi2o3为15份。

本实施例所述的耐热玻璃材料制备方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

(1)取玻璃成分重量比为:teo2为3份,k2o为19份,sio2为14份,tm2o3为9份,yb2o3为6份,er2o为14份,nb2o5为7份,bi2o3为15份,将上述氧化物对应的原料进行混合;

(2)将混匀后的玻璃原料使用超微粉碎机进行粉碎,粉碎后用筛子筛选出通过的粉末;

(3)打开刚玉坩埚,将通过筛子的粉末加入刚玉坩埚中,以升温速率为30℃/min的情况下将刚玉坩埚加热,温度达到最高后保持温度不变,同时对玻璃液进行搅拌;

(4)搅拌结束后通气进行澄清;

(5)澄清后将玻璃液体浇注至模具中;

(6)浇注后对玻璃进行退火,再降温,最后冷却至室温,制备得耐热的玻璃材料。

所述粉碎后用400目筛子筛选出通过的粉末。

所述将刚玉坩埚加热至1300℃。

所述温度达到最高后保持温度不变2h。

实施例3

本实施例提供一种耐热玻璃材料,所述耐热玻璃材料包括如下重量份数的组分:teo2为7份,k2o为12份,sio2为18份,tm2o3为5份,yb2o3为11份,er2o为8份,nb2o5为16份,bi2o3为10份。

本实施例所述的耐热玻璃材料制备方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

(1)取玻璃成分重量比为:teo2为7份,k2o为12份,sio2为18份,tm2o3为5份,yb2o3为11份,er2o为8份,nb2o5为16份,bi2o3为10份,将上述氧化物对应的原料进行混合;

(2)将混匀后的玻璃原料使用超微粉碎机进行粉碎,粉碎后用筛子筛选出通过的粉末;

(3)打开刚玉坩埚,将通过筛子的粉末加入刚玉坩埚中,以升温速率为30℃/min的情况下将刚玉坩埚加热,温度达到最高后保持温度不变,同时对玻璃液进行搅拌;

(4)搅拌结束后通气进行澄清;

(5)澄清后将玻璃液体浇注至模具中;

(6)浇注后对玻璃进行退火,再降温,最后冷却至室温,制备得耐热的玻璃材料。

所述粉碎后用450目筛子筛选出通过的粉末。

所述将刚玉坩埚加热至1250℃。

所述温度达到最高后保持温度不变3h。

实施例4

本实施例提供一种耐热玻璃材料,所述耐热玻璃材料包括如下重量份数的组分:teo2为4份,k2o为18份,sio2为15份,tm2o3为7份,yb2o3为7份,er2o为13份,nb2o5为8份,bi2o3为14份。

本实施例所述的耐热玻璃材料制备方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

(1)取玻璃成分重量比为:teo2为4份,k2o为18份,sio2为15份,tm2o3为7份,yb2o3为7份,er2o为13份,nb2o5为8份,bi2o3为14份,将上述氧化物对应的原料进行混合;

(2)将混匀后的玻璃原料使用超微粉碎机进行粉碎,粉碎后用筛子筛选出通过的粉末;

(3)打开刚玉坩埚,将通过筛子的粉末加入刚玉坩埚中,以升温速率为30℃/min的情况下将刚玉坩埚加热,温度达到最高后保持温度不变,同时对玻璃液进行搅拌;

(4)搅拌结束后通气进行澄清;

(5)澄清后将玻璃液体浇注至模具中;

(6)浇注后对玻璃进行退火,再降温,最后冷却至室温,制备得耐热的玻璃材料。

所述粉碎后用480目筛子筛选出通过的粉末。

所述将刚玉坩埚加热至1280℃。

所述温度达到最高后保持温度不变3h。

实施例5

本实施例提供一种耐热玻璃材料,所述耐热玻璃材料包括如下重量份数的组分:teo2为5份,k2o为15份,sio2为16份,tm2o3为6份,yb2o3为9份,er2o为9份,nb2o5为11份,bi2o3为12份。

本实施例所述的耐热玻璃材料制备方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

(1)取玻璃成分重量比为:teo2为5份,k2o为15份,sio2为16份,tm2o3为6份,yb2o3为9份,er2o为9份,nb2o5为11份,bi2o3为12份,将上述氧化物对应的原料进行混合;

(2)将混匀后的玻璃原料使用超微粉碎机进行粉碎,粉碎后用筛子筛选出通过的粉末;

(3)打开刚玉坩埚,将通过筛子的粉末加入刚玉坩埚中,以升温速率为30℃/min的情况下将刚玉坩埚加热,温度达到最高后保持温度不变,同时对玻璃液进行搅拌;

(4)搅拌结束后通气进行澄清;

(5)澄清后将玻璃液体浇注至模具中;

(6)浇注后对玻璃进行退火,再降温,最后冷却至室温,制备得耐热的玻璃材料。

所述粉碎后用400-500目筛子筛选出通过的粉末。

所述将刚玉坩埚加热至1200-1300℃。

所述温度达到最高后保持温度不变2-4h。

实施例6

本实施例提供一种耐热玻璃材料,所述耐热玻璃材料包括如下重量份数的组分:teo2为6份,k2o为14份,sio2为17份,tm2o3为8份,yb2o3为9份,er2o为8份,nb2o5为11份,bi2o3为12份。

本实施例所述的耐热玻璃材料制备方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

(1)取玻璃成分重量比为:teo2为6份,k2o为14份,sio2为17份,tm2o3为8份,yb2o3为9份,er2o为8份,nb2o5为11份,bi2o3为12份,将上述氧化物对应的原料进行混合;

(2)将混匀后的玻璃原料使用超微粉碎机进行粉碎,粉碎后用筛子筛选出通过的粉末;

(3)打开刚玉坩埚,将通过筛子的粉末加入刚玉坩埚中,以升温速率为30℃/min的情况下将刚玉坩埚加热,温度达到最高后保持温度不变,同时对玻璃液进行搅拌;

(4)搅拌结束后通气进行澄清;

(5)澄清后将玻璃液体浇注至模具中;

(6)浇注后对玻璃进行退火,再降温,最后冷却至室温,制备得耐热的玻璃材料。

所述粉碎后用420目筛子筛选出通过的粉末。

所述将刚玉坩埚加热至1220℃。

所述温度达到最高后保持温度不变4h。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

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