一种特种玻璃及其制备方法和用图
【专利摘要】本发明提供一种特种玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成30?36份SiO2；8?10份B2O3；2?5份ZnO；1?3份MgO；25?29份BaO；2?2.5份Al2O3；2?3份ZrO2；10?13份CaO；3?5份Na2O；0.06?0.1份Sb2O3；另外，其还包括4?4.5份Na2SiF6。其中B2O3以硼酸形式引入；MgO以碳酸盐形式引入；CaO以碳酸盐形式引入；F以氟硅酸钠形式引入；Na2O以碳酸盐形式引入，BaO以碳酸盐和硝酸盐的形式引入。采用该配方制得的特种玻璃，且具有良好的压型性能和加工性能，不易析晶，采用氟硅酸钠作为乳浊剂，使该特种玻璃颜色与玉石相似等优点。本发明还涉及该特种玻璃的制备方法和采用其制备的工艺元件。
【专利说明】
_种特种玻璃及其制备方法和用途
技术领域
[0001] 本发明涉及玻璃制备技术领域，具体为一种特种玻璃及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 天然玉石为不可再生资源，产量日益枯竭，很难满足不断增长的需要。因此仿玉石 材料和制品应运而生，得到迅速发展。仿玉石玻璃源远流长，经久不衰，而且还有发展空间， 在现代化生产工艺中，将光学玻璃精密成型（手机上照相镜头成型）技术应用到人造玉石 上，一次成型，尺寸精度和光洁度很高，可不必研磨、抛光。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种特种玻璃，具有良好的压型性能和良好的 加工性能，不易析晶，光学特性、颜色、密度、硬度和化学稳定性与玉石相似。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种特种玻璃，包括按氧化物 为基准的以重量份计的以下组分： Si02 30-36 份; B2O3 8-10 份： ZnD 2-5 份； MgO 1-3 份； BaO 25-29 份;
[0005] Α12〇3 2-2·5 份; Ζ?〇2 2-3 份； CaO 10-13 份： Na20 3-5 份； sb2a3 0.0()-0.1 份； 另外:，其还包括Na2SiF6 4-4.5份。
[0006] 由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成： Si02 35,柳份； 9.26 份；
[0007] ZnO 3'12 份； MgO 1,91 份； BaO 27,96 份； A120；, 2.00 i；h ZrO.： 2.()6 份；
[0008] CaO 10.29 份； Na20 3'19 份： Sb20；; 0.08 份； 其还包括Na2SiF6 4.00份。
[0009] 所述B2〇3以硼酸（H3B〇3)形式引入;MgO以碳酸盐(MgC〇3)形式引入;CaO以碳酸盐 (Ca⑶ 3)形式引入;Al2〇3以氢氧化铝(A1(0H)3)形式引入;Na20以碳酸盐(Na 2C03)形式引入， BaO以碳酸盐(BaC03)和硝酸盐(Ba(N03)2)形式引入;F以氟硅酸钠(Na 2SiF6)形式引入。
[0010] 所述配方中的BaO以碳酸盐和硝酸盐的形式引入，其中以碳酸钡(BaC03)形式引入 23-24份BaO，以硝酸钡(Ba(N〇3)2)形式引入3 · 5-4份BaO。
[0011 ]特种玻璃的配方中氟娃酸钠的加入量与Ah〇3的重量比为1:2~5.6。引入氟娃酸钠 (Na2SiF6)作为乳浊剂使玻璃呈现出与玉石颜色相似的蛋白色，加入Al2〇3能减少氟化物的 挥发，有利于玻璃的乳浊，防止乳浊玻璃中的微粒粗化，氟硅酸钠(乳浊剂）的颗粒直径为1-3um，外观细腻，使玻璃颜色为蛋白色，与玉石相似。
[0012] 所述特种玻璃的折射率为1.62352~1.62391，色散为0.01009~0.01015,阿贝数 为61.43~61.83。
[0013] 所述特种玻璃的转变温度为547-571°C;驰垂温度为651-675°C;退火温度541-558 °C ;膨胀系数a2(rc/3()(rC( 10-7/Κ)为74-91。
[0014]所述特种玻璃的析晶温度为744°c-927°c ;密度为3.07g/cm3;莫氏硬度为6-6.5; 化学稳定性为1级。
[0015 ]制备所述的特种玻璃的方法，具体步骤为
[0016] 按照比例称取各组分的物料，然后用V形混料机将各组分原料按规定顺序混合均 匀，再加入电气混合生产线熔化，澄清，均化，采用流料方式压制成型，退火后即得所述特种 玻璃。
[0017] 本发明还涉及采用所述的特种玻璃制备的工艺元件。
[0018] 本发明引入大量的网络中间体和网络外体，增加玻璃稳定性，同时调整玻璃的析 晶性能，防止玻璃析晶引起玻璃表面粗糙和玻璃热稳定性降低。
[0019] 上述配方中，Si02是玻璃形成氧化物，以硅-氧四面体的结构组元形成不规则的连 续网络，成为玻璃的骨架。玻璃中的Si0 2能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、 化学稳定性、耐热性、硬度、机械强度。
[0020] B2〇3也是玻璃的形成氧化物，以硼-氧四面体为结构组元，与硅-氧四面体共同组成 结构网络。玻璃中引入B 2〇3能降低玻璃的析晶倾向，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性。
[0021] ZnO是中间体氧化物，在一般情况下以锌氧八面体作为网络外体氧化物，当玻璃中 的游离氧足够时，可以形成锌氧四面体而进入玻璃的结构网络，使玻璃的结构更趋稳定。 ZnO能降低玻璃的热膨胀系数，增强玻璃表面的光泽，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性。
[0022] MgO是网络外体氧化物，能缓和温度与粘度的关系，减少玻璃失透现象，降低玻璃 凝固速度，有利于成型、能减少析晶倾向、降低玻璃膨胀系数，提高玻璃热稳定性和化学稳 定性。
[0023] BaO是网络外体，它能增加玻璃的折射率、密度和光泽度。部分BaO以硝酸盐形式引 入，配合Sb2〇3起澄清作用。
[0024] CaO是网络外体，它能提高玻璃的化学稳定性，增加玻璃机械强度和硬度。
[0025] Al2〇3是网络中间体，有四面体和八面体两种配位结构，能降低玻璃的析晶倾向，提 高化学稳定性和机械强度，改善热稳定性，增强玻璃的弹性和硬度。
[0026] Zr02是中间氧化物，能提高玻璃的粘度、硬度、弹性、折射率、化学稳定性，降低玻 璃的热膨胀系数。但含量不能超过有效氧化物组分的3%，否则会导致析晶。
[0027] Na20既是玻璃的成分，又是重要的助熔剂，能提高玻璃的热稳定性和化学稳定性。
[0028] 上述特种玻璃的制备方法，具体步骤为：
[0029] 按照比例称取各组分的物料，然后用V形混料机将各组分原料按规定顺序混合均 匀，再加入电气混合生产线熔化，澄清，均化，采用流料方式压制成型，退火后即得所述特种 玻璃。
[0030] 按照GB/T7962.1-2010的方法测试，该特种玻璃的折射率为1.62352~1.62391，色 散为0.01009 ~0.01015,阿贝数为 61.43 ~61.83。
[0031] 按照GB/T7962.16-2010的方法测试，所述特种玻璃的转变温度为547-571°C ;驰垂 温度为65卜675°C ;退火温度54卜558°C ;膨胀系数a2(rc/3(KrC(10-7/K)为74-91。
[0032]对该特种玻璃进行析晶实验检测，其析晶温度为744°C_927°C，高于玻璃退火温度 及驰垂温度，在压制成型和退火的过程中不会发生析晶，影响产品质量。
[0033]采用上述配方制成的玻璃，按照GB/T7962.8-2010的方法检测，其气泡级别达到 GB/T903-87标准规定的A00;按照GB/T7962.9-2010的方法测试，其光吸收系数达到GB/ T903-87标准规定的0级;按照GB/T7962.2-2010的方法测试，其光学均匀性达到GB/T903-87 标准规定的1级；按照GB/T7962.19-2010的方法测试，其相对研磨硬度FA为0.31;按照GB/ T7962.19-2010的方法测试，其密度为3.07g/cm3;按照GB/T7962.19-2010的方法测试，其莫 氏硬度为6-6.5;按照GB/T7962.19-2010的方法测试，其化学稳定性为1级。
[0034]本发明中还涉及采用所述的特种玻璃制备的工艺饰品，如仿玉石家具，仿玉石首 饰等。
[0035] 本发明提供的特种玻璃，由其相对研磨硬度Fa可知该特种玻璃具有良好的加工性 能，由驰垂温度和膨胀系数能够看出该特种玻璃具有良好的压型性能。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合实施例，进一步阐明本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而 不是用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以 对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求书所限定的范 围。
[0037] 本发明列举了3个实施例，具体原料配比见表1，制备时，按照表1中所列举的比例 称取各物料，然后用V形混料机将各组分原料按规定顺序混合均匀，再加入电气混合生产线 熔化，澄清，均化，采用流料方式压制成型，退火后即得所述特种玻璃。制得的特种玻璃的各 光学常数同见表1，各物料称量的单位均为g。
[0040]表 1
[0041 ] 其中配方中的B2〇3以硼酸(H3B〇3)形式引入;MgO以碳酸盐(MgC〇3)形式引入;CaO以 碳酸盐(CaC03)形式引入;Al2〇3以氢氧化铝(A1(0H)3)形式引入;Na 20以碳酸盐(Na2C03)形式 引入，BaO以碳酸盐和硝酸盐的形式引入;F以氟硅酸钠(Na2SiF6)形式引入。
[0042] BaO以碳酸盐和硝酸盐的形式引入，实施例1中以碳酸钡Ba⑶3形式引入23gBa0,以 硝酸钡Ba(N03)2形式引入3.6gBa0;实施例2中以碳酸钡BaC03形式引入24gBa0,以硝酸钡Ba (NOS)〗形式引入3.9gBa0;实施例3中以碳酸钡BaC03形式引入23.6gBa0,以硝酸钡Ba(N0 3)2形 式引入4.2gBa0;
[0043]通过上述实施例可以看出，本发明提供的特种玻璃的各项光学常数均能符合要 求，具有较好的化学稳定性和机械强度，具有良好的压型性能和加工性能，不易析晶等优 点。另外实施例3的配方是通过多次试验确定的最优配方，其各方面的参数都很稳定，符合 相关要求。
【主权项】
1. 一种特种玻璃，其特征在于:包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分： SiO2 30-36 份； B2O3 8-10 份； ZnO 2-5 份; MgO 丨-3份； BaO 25-29 份; Al2O3 2-2,5 份； ZrO2 2-3 份； CaO 10-13 Ivh Na2 O 3-5 份； Sb2O3 0.06-0.1 份； 另外，其还包括Na2SiF6 4-4,5份。2. 根据权利要求1所述的特种玻璃，其特征在于：由按氧化物为基准的以重量份计的以 下组分制成： SiO2 35.09 份： B:Ch 9.26 份； ZnO 3.12 汾； MgO 1.91 BaO 27·% 份； AI2O3 2.00 份： ZrO2 2.06 汾； CaO 10.29 ^h Ma2Q 3,19 份； Sb2O3 0.08 份： 另外，其还包括Na2SiF6 4,00份。3. 根据权利要求1所述的特种玻璃，其特征在于= B2O3以硼酸形式引入;MgO以碳酸盐形 式引入;CaO以碳酸盐形式引入;Al 2O3以氢氧化铝形式引入;Na2O以碳酸盐形式引入，BaO以 碳酸盐和硝酸盐形式引入;F以氟硅酸钠形式引入。4. 根据权利要求1所述的特种玻璃，其特征在于:BaO以碳酸盐和硝酸盐的形式引入，其 中以碳酸钡形式引入23-24份BaO,以硝酸钡形式引入3.5-4份BaO。5. 根据权利要求1所述的特种玻璃，其特征在于:特种玻璃的配方中氟硅酸钠的加入量 与Al2O3的重量比为1:2~5.6。6. 根据权利要求1-5任意一项所述的特种玻璃，其特征在于:所述特种玻璃的折射率为 1.62352~1.62391，色散为0.01009~0.01015,阿贝数为 61.43~61.83。7. 根据权利要求1-5任意一项所述的特种玻璃，其特征在于:所述特种玻璃的转变温度 为547-571°(：;驰垂温度为651-675°(： ;退火温度541-558°(：;膨胀系数€[2町3()(^(10- 7/1〇为74-91〇8. 根据权利要求1-5任意一项所述的特种玻璃，其特征在于:所述特种玻璃的析晶温度 为744°C_927°C ;密度为3.07g/cm3;莫氏硬度为6-6.5;化学稳定性为1级。9. 制备权利要求1-8任意一项所述的特种玻璃的方法，其特征在于:具体步骤为 按照比例称取各组分的物料，然后用V形混料机将各组分原料按规定顺序混合均匀，再 加入电气混合生产线熔化，澄清，均化，采用流料方式压制成型，退火后即得所述特种玻璃。10. 采用权利要求1-9任意一项所述的特种玻璃制备的工艺元件。
【文档编号】C03C3/066GK105884192SQ201610207788
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】张秋
【申请人】湖北戈碧迦光电科技股份有限公司