一种微晶石英玻璃板配方及制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种微晶石英玻璃板配方，按照重量份数由如下原料组成：煤粉灰45?50份、钾长石4?6份、石灰石22?26份、萤石1?3份、白云石15?17份、石英6?8份、氧化钛1?3份、氧化铜0.8?1.0份、氧化锌1?3份、煤粉灰45?50份、钾长石4?6份、石灰石22?26份、萤石1?3份、白云石15?17份、石英6?8份、氧化钛1?3份等，其制备工艺为：将混合料置入刚玉坩埚，用高温箱式电阻炉加热熔化，熔体水淬后，球磨至74?75μm；成型，最后炉冷至室温，以粉煤灰为主要原料，利用烧结法制备出以硅灰石为主晶相，并含有钙长石和钙铝黄长石晶体的微晶玻璃。
【专利说明】
一种微晶石英玻璃板配方及制备工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及玻璃板生产技术领域，具体涉及一种微晶石英玻璃板配方及制备工 〇
【背景技术】
[0002] 微晶玻璃是把加有晶核剂(或不加晶核剂）的特定组成的玻璃在可控条件下进行 晶化热处理而制备出的一种微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料，具有优良的力学、热学、 电学和化学等性能，在国防、电子、化工、机械工程和建筑等领域得到了广泛应用。
[0003] 与天然石材装饰材料如大理石和花岗岩板相比，微晶玻璃建筑装饰材料具有强度 高、硬度大、耐磨损、不吸水、防污抗冻和化学稳定性好等特点，广泛用作建筑物的内墙、地 面、台面、柱石和外墙的装饰，然而，传统的微晶玻璃制备工艺是采用化工原料，使得制品的 成本较高。为了降低生产成本，提高市场竞争力，人们开展了利用赤泥、钢渣、煤矸石等固体 工业废渣制备微晶玻璃的研究，而作为排出量最大的固体废弃物之一，粉煤灰制备微晶玻 璃也逐渐受到了人们的关注。
【发明内容】
[0004] 针对以上问题，本发明提供了一种微晶石英玻璃板配方及制备工艺，以粉煤灰为 主要原料，利用烧结法制备出以硅灰石为主晶相，并含有钙长石和钙铝黄长石晶体的微晶 玻璃，可以有效解决【背景技术】中的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种微晶石英玻璃板配方，按照 重量份数由如下原料组成： 煤粉灰45-50份、钾长石4-6份、石灰石22-26份、萤石1-3份、白云石15-17份、石英6-8 份、氧化钛1-3份、氧化铜0.8-1.0份、氧化锌1-3份、氧化钠5-12份、氧化硼1-3份;氧化钾1-4 份、氧化铬1-2份、氧化铈1-2份、氟2-4份、CRT废玻璃45-50份，方解石灰3-5份，外加剂1-2 份、碳酸钾3-7份。
[0006] 优选的，所述外加剂采用如氧化钴或氧化镍，要求氧化钴、氧化镍品位在70%以 上。
[0007] 优选的，所述煤粉灰的化学组分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27 5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % Na20 0.5%-0.7% K20 1.65%-1.69% TiQ2 0.%%-!.01 % Fe2Q3 5.06%〇. 12%0
[0008] 另外本发明还设计了一种微晶石英玻璃板制备工艺，其步骤为： (1) 各种原料按配方进行配料、称量、球磨、干燥后，将混合料置入刚玉坩埚； (2) 用高温箱式电阻炉加热熔化，熔化温度为1300-1400°C，熔制时间2-3h; (3) 熔体水淬后，球磨至74-75M1; (4) 将玻璃粉体与适量有机粘结剂混合，然后置于cp 3〇mm和4X 5 X40mm的模具中压 制成型，坯体干燥后，放入高温箱式电阻炉中烧结； (5) 最后，炉冷至室温。
[0009] 本发明的有益效果： 本发明以粉煤灰为主要原料，必须引入其它原料调整Si02、Ca0和A1203的含量，利用烧 结法制备出以硅灰石为主晶相，并含有钙长石和钙铝黄长石晶体的微晶玻璃，制备的产品 性能好，其抗弯强度、显微硬度分别达到119MPa和597MPa左右。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明的7 36 °C核化的XRD图谱。 图2是经过熔融、水淬、球磨所得玻璃粉的DSC曲线。 图3是先在828 °C晶化2h，然后再在960 °C晶化2h的粉煤灰微晶玻璃的XRD图谱。
【具体实施方式】
[0011] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0012] 实施例1: 一种微晶石英玻璃板配方，该配方按照重量份数由如下原料组成： 煤粉灰45份、钾长石4份、石灰石22份、萤石1份、白云石15份、石英6份、氧化钛1份、氧化 铜〇. 8份、氧化锌1份、氧化钠5份、氧化硼1份;氧化钾1份、氧化铬1份、氧化铈1份、氟2份、CRT 废玻璃45份，方解石灰3份，外加剂1份、碳酸钾3份。
[0013]所述煤粉灰的化学组分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27.5°/〇 CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % \a20 0.5%-0.7% K20 1.65%-1.69% Ti02 0.%%-l.ni% Fc203 5.0C)%-5.12%。
[0014]其制备工艺的步骤为： (1) 各种原料按配方进行配料、称量、球磨、干燥后，将混合料置入刚玉坩埚； (2) 用高温箱式电阻炉加热熔化，熔化温度为1300°C，熔制时间2-3h; (3) 恪体水淬后，球磨至74wii; (4) 将玻璃粉体与适量有机粘结剂混合，然后置于cp 3〇mm和4X5 X40mm的模具中压 制成型，坯体干燥后，放入高温箱式电阻炉中烧结； (5) 最后，炉冷至室温。
[0015] 实施例2: 一种微晶石英玻璃板配方，该配方按照重量份数由如下原料组成： 煤粉灰47份、钾长石5份、石灰石24份、萤石2份、白云石16份、石英7份、氧化钛2份、氧化 铜0.9份、氧化锌2份、氧化钠8份、氧化硼2份;氧化钾2份、氧化铬1.5份、氧化铈1.5份、氟3 份、CRT废玻璃47份，方解石灰4份，外加剂1.5份、碳酸钾5份。
[0016]所述煤粉灰的化学组分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27.5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % Na20 0.5%-0.7% K20 1.65%-1.69% Ti(32 0.96%-1.01% Fe2：〇3 5.06%-5.12%。
[0017]其制备工艺的步骤为： (1) 各种原料按配方进行配料、称量、球磨、干燥后，将混合料置入刚玉坩埚； (2) 用高温箱式电阻炉加热熔化，熔化温度为1350°C，熔制时间2-3h; (3) 恪体水淬后，球磨至74.511111; (4) 将玻璃粉体与适量有机粘结剂混合，然后置于30mm和4 X 5 X 40mm的模具中压 制成型，坯体干燥后，放入高温箱式电阻炉中烧结； (5) 最后，炉冷至室温。
[0018] 实施例3 一种微晶石英玻璃板配方，该配方按照重量份数由如下原料组成： 煤粉灰50份、钾长石6份、石灰石26份、萤石3份、白云石17份、石英8份、氧化钛3份、氧化 铜1.0份、氧化锌3份、氧化钠12份、氧化硼3份;氧化钾4份、氧化铬2份、氧化铈2份、氟4份、 CRT废玻璃50份，方解石灰5份，外加剂2份、碳酸钾7份。
[0019]所述煤粉灰的化学组分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1 %~27 5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % Na20 0.5%-0.7% K2D 1.65%-1.69% Ti02 0.%%-!.01% Fc203 5,06%-5.12%。
[0020]其制备工艺的步骤为： (1) 各种原料按配方进行配料、称量、球磨、干燥后，将混合料置入刚玉坩埚； (2) 用高温箱式电阻炉加热熔化，熔化温度为1400°C，熔制时间2-3h; (3) 恪体水淬后，球磨至75111]1; (4) 将玻璃粉体与适量有机粘结剂混合，然后置于cp 3〇mm和4 X 5 X 40mm的模具中压 制成型，坯体干燥后，放入高温箱式电阻炉中烧结； (5) 最后，炉冷至室温。
[0021] (1)样品测试与表征： 测试方法:利用STA449C型差示扫描量热一热重(DSC-TG)仪对玻璃粉体进行热分析， 从而确定核化、晶化温度。利用D/MAX-2550V型X射线衍射仪(XRD)分析样品的物相组成;利 用CSM-950型扫描电子显微镜(SEM)观察粉煤灰微晶玻璃的显微结构。
[0022]根据阿基米德原理，采用排水法测定微晶玻璃样品的体积密度、显气孔率和吸水 率;利用Z030型万能实验机，采用三点弯曲法测定样品的抗弯强度;利用HX-1000TM型显微 硬度计测试显微硬度。
[0023] ⑵结果： 图2是经过熔融、水淬、球磨所得玻璃粉的DSC曲线。
[0024] 其中，736°C的微弱吸热峰对应着微晶玻璃的核化过程；出现于960°C的最大放热 峰可能是硅灰石晶化的结果。此外，在828°C和1010°C还出现两个小的放热峰，显示体系中 还有其它晶相析出。由于核化峰较小且与最大的晶化峰相距较远，因此，本文采用类似一步 法的烧结工艺，即不在核化温度保温，而是直接加热至晶化温度保温。另外，由于图2有三个 晶化放热峰，因此，选择在晶化峰较大的828°C和960°C进行晶化处理。
[0025]图3是先在828°C晶化2h，然后再在960°C晶化2h的粉煤灰微晶玻璃的XRD图谱。 [0026] 可以发现，样品的主晶相为硅灰石(CaSi03)，并含有少量钙长石(CaA12Si208)和 钙铝黄长石(Ca2A12Si07)晶体。其它烧结制度所得样品的XRD图谱与此相似。显然，烧结坯 体中的玻璃相大多已转化为晶体。
[0027]结论： 以粉煤灰为主要原料，采用烧结法可以制备出以硅灰石为主晶相，并含有钙长石和钙 铝黄长石晶体的微晶玻璃。微晶玻璃的显微结构和性能随晶化温度和和晶化时间的变化而 变化。其中，先在828°C晶化2h、然后再在960°C晶化3h的样品性能最好。
[0028] 基于上述，本发明的优点在于，本发明以粉煤灰为主要原料，必须引入其它原料调 整S i 〇2、CaO和A12〇3的含量，利用烧结法制备出以娃灰石为主晶相，并含有钙长石和钙错黄 长石晶体的微晶玻璃，制备的产品性能好，其抗弯强度、显微硬度分别达到119MPa和597MPa 左右。
[0029] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种微晶石英玻璃板配方，其特征在于，按照重量份数由如下原料组成： 煤粉灰45-50份、钟长石4-6份、石灰石22-26份、蛋石1-3份、白云石15-17份、石英6-8 份、氧化铁1-3份、氧化铜0.8-1.0份、氧化锋1-3份、氧化钢5-12份、氧化棚1-3份;氧化钟1-4 份、氧化铭1-2份、氧化姉1-2份、氣2-4份、CRT废玻璃45-50份，方解石灰3-5份，外加剂1-2 份、碳酸钟3-7份。2. 根据权利要求1任一项所述的一种微晶石英玻璃板配方，其特征在于，所述外加剂采 用如氧化钻或氧化儀，要求氧化钻、氧化儀品位在70 % W上。3. 根据权利要求1任一项所述的一种微晶石英玻璃板配方，其特征在于，所述煤粉灰的 化学组分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27.5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % N 始0 0.5%-0,7% K20 1.65%-1.69% Ti02 0.96%-].01% F 这03 5.06%-5.12%。4. 一种微晶石英玻璃板制备工艺，其特征在于，其步骤为： (1) 各种原料按配方进行配料、称量、球磨、干燥后，将混合料置入刚玉相蜗； (2) 用高溫箱式电阻炉加热烙化，烙化溫度为1300-1400°C，烙制时间2-化； (3) 烙体水泽后，球磨至74-75μπι; (4) 将玻璃粉体与适量有机粘结剂混合，然后置于φ 30mm和4 X 5 X 40mm的模具中压制 成型，巧体干燥后，放入高溫箱式电阻炉中烧结； (5) 最后，炉冷至室溫。
【文档编号】C03C10/06GK105967525SQ201610298503
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】唐业波
【申请人】东莞市银特丰光学玻璃科技有限公司