技术领域
本发明涉及一种耐热冲击浮法玻璃，属于玻璃制造技术领域。
背景技术：
玻璃是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的（主要生产原料为：纯碱、石灰石、石英）。在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。
玻璃简单分类主要分为平板玻璃和深加工玻璃。平板玻璃主要分为三种：即引上法平板玻璃（分有槽/无槽两种）、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。由于浮法玻璃具有厚度均匀、上下表面平整平行，再加上劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响，浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。
现有的浮法玻璃导热系数低，其导热系数在20℃下约为0.75W/(m·k)，在400~500℃的温度下即发生软化、炸裂，平均线热膨胀系数(α20～300℃)能达为（5.8~60）×10-7/℃。因此普通浮法玻璃不能应用于器皿、奶瓶、实验用烧杯、工业锅炉视镜、机械设备视窗玻璃等领域。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种耐热冲击浮法玻璃，具体技术方案如下：
一种耐热冲击浮法玻璃，包括玻璃主体成分及导热成分，所述玻璃主体的重量百分组成比例为，
二氧化硅:77.8%～81.5%；
氧化硼:10%～13%；
氧化铝:1.8%～2.5%；
氧化钠:4.3%～5%；
所述导热成分的重量百分组成比例为，
氮化铝:0.95%～1.03%；
氮化硼:0.33%～0.43%；
氮化硅:0.1%～0.25%；
硅酸钠:0.2%～0.5%；
所述耐热冲击浮法玻璃由浮法玻璃配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，熔液经过澄清均化后流入工作池，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，经退火、切割制成成品。
通过调整、优化玻璃主体的配方，再在玻璃主体中添加导热成分，进一步改善浮法玻璃的导热性能，导热成分中的氮化铝、氮化硼、氮化硅具有优良的导热性、膨胀系数小的性能，不但能提高浮法玻璃的导热性能，进一步改善其耐热冲击性能，并且还能进一步降低其膨胀系数；由于氮化铝分子与氧化铝分子的分子量相差小不大，氮化硼分子与氧化硼分子的分子量相差小不大，氮化硅分子与二氧化硅分子的分子量相差小不大，使得氮化铝、氮化硼、氮化硅易分散在玻璃的空间网络，浮法玻璃网络联结强度增强，化学稳定性提高。
作为上述技术方案的改进，所述浮法玻璃熔窑内的熔化温度为1630～1655℃，浮法玻璃熔窑的升温速率为10℃/min，浮法玻璃熔窑在熔化温度的保温时间为6~8h；澄清均化温度为1590～1610℃，在锡槽内成型温度为950～960℃，退火温度为600～630℃。
作为上述技术方案的改进，所述浮法玻璃配合料由玻璃主体原料与导热粉两部分组成，所述玻璃主体原料为石英砂、氧化硼、氧化铝和碳酸钠，所述导热粉由球形氮化铝、六方氮化硼、氮化硅、水玻璃和氯化铵经过球磨工艺制成，其中，氯化铵在所述导热粉中的重量百分比为6.5%~8.8%；所述球磨工艺为，将球形氮化铝、六方氮化硼、氮化硅、水玻璃和氯化铵混合均匀后立即放入球磨机中球磨制成粒径小于0.5微米的粉体，该粉体即为导热粉，球磨机的工作温度控制在60～70℃；将石英砂、氧化硼、氧化铝、碳酸钠、导热粉混合均匀即成浮法玻璃配合料。
氮化铝导热系数高，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料，能提高玻璃的导热性能和耐热冲击性能；并且含量较高的球形氮化铝还能改善由于添加六方氮化硼和氮化硅导致浮法玻璃的透过率变差的缺陷。
六方氮化硼具有高温稳定性、热的良好导体、良好的润滑性能、对金属不润湿，六方氮化硼的高温稳定性能优化玻璃的耐高温冲击的性能，六方氮化硼良好的润滑性能使其易均匀分散至在玻璃的空间网络；六方氮化硼对金属具有不润湿性，进一步降低锡原子向玻璃体内迁移的几率，使得玻璃表面的锡原子含量减少，降低玻璃表面产生微皱纹的几率。
氮化硅为原子晶体具有高温润滑性，耐磨损，高温时抗氧化，还能抵抗冷热冲击，氮化硅进一步提高玻璃的导热性能的同时，还使得玻璃的耐高温热冲击性能提升，同时还能降低玻璃的热膨胀系数。氮化硅在高温下具有优良的润滑性，使得其便于均匀分散。水玻璃具有粘结作用，水玻璃将球形氮化铝、六方氮化硼、氮化硅、和氯化铵粘合在一起后，通过球磨改善导热粉的润滑性，可增加导热粉在熔融状态中的流动性，从而降低导热粉的分散阻力，便于导热粉分散。球磨机的工作温度控制在60～70℃是为了避免氯化铵受热分解，氯化铵在337.8℃时离解为氨和氯化氢，由于氯化铵被水玻璃粘结在球形氮化铝、六方氮化硼、氮化硅的表面上，当氯化铵受热分解后产生的大量气体，该气体推动球形氮化铝、六方氮化硼、氮化硅在浮法玻璃熔窑内高温熔液流动、分散，使得球形氮化铝、六方氮化硼、氮化硅能够更好的分散在浮法玻璃熔窑内高温熔液中。水玻璃在高温下分解为硅酸钠，与玻璃主体成分相近。玻璃主体原料中的碳酸钠在浮法玻璃熔窑内受热分解，生成氧化钠和大量的二氧化碳，二氧化碳气体进一步改善浮法玻璃熔窑内熔液的流动性，便于各组分分散。
由于添加了导热粉，导热粉中的六方氮化硼、氮化硅存在会使得玻璃的光洁度、透明度有所下降。经过优化生成工艺，提高浮法玻璃熔窑内的熔化温度，延长浮法玻璃熔窑的保温时间，便于进一步除去浮法玻璃熔窑内的气泡和杂质，解决了由于添加导热粉导致玻璃的光洁度、透明度下降的缺陷；并且对锡槽内成型温度和退火温度进一步优化调整，玻璃表面张力和化学稳定性提高。
作为上述技术方案的改进，所述球形氮化铝的平均粒径为40nm，球形氮化铝的比表面积为70±2m2/g，所述六方氮化硼的粒径小于等于0.5微米，所述氮化硅的粒径小于等于1微米。
球形氮化铝具有高的堆积密度和均匀的应力分布，可增加熔融流动性和粉末流动性，从而降低导热粉的分散阻力；六方氮化硼具有较高的强度，可减少收缩和热膨胀；氮化硅的粒径小，便于分散。
本发明的有益效果：该耐热冲击浮法玻璃通过添加球形氮化铝、六方氮化硼、氮化硅，调整其他组分比例，提高玻璃的导热系数和，改善耐热冲击性能，其导热系数在20℃下不低于1.85W/(m·k)，平均线热膨胀系数(α20～300℃)能达到133.9×10-7/℃，在800℃的温度下能保持2个小时不炸裂，同时玻璃中心与边缘的温差能达到55℃；该耐热冲击浮法玻璃的耐热冲击性、耐热震性能良好，与通常浮法玻璃相比，更不易炸裂；利用球磨技术将氯化铵包覆在球形氮化铝、六方氮化硼、氮化硅的表面，水玻璃作为粘结剂，改善导热成分在玻璃内部的分散效果，再优化调整生产工艺，改善玻璃的透过率，其可见光透过率不低于82.5%。
具体实施方式
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。
实施例1
步骤1）、将球形0.95千克氮化铝、0.33千克六方氮化硼、0.1千克氮化硅、0.2千克水玻璃和0.11千克氯化铵混合均匀后立即放入球磨机中球磨制成粒径小于0.5微米的粉体，该粉体即为导热粉，球磨机的工作温度控制在60℃；其中，氯化铵在所述导热粉中的重量百分比为6.5%，球形氮化铝的平均粒径为40nm，球形氮化铝的比表面积为70±2m2/g，六方氮化硼的粒径小于等于0.5微米，所述氮化硅的粒径小于等于1微米；
步骤2）、将石英砂、氧化硼、氧化铝和碳酸钠混合成玻璃主体原料，玻璃主体原料的用量按照玻璃氧化物的量进行换算称重，单位为千克，再将步骤1）中的导热粉与玻璃主体原料混合均匀制成浮法玻璃配合料；最后将浮法玻璃配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，熔液经过澄清均化后流入工作池，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，经退火、切割制成成品；其中，浮法玻璃熔窑内的熔化温度为1630℃，浮法玻璃熔窑的升温速率为10℃/min，浮法玻璃熔窑在熔化温度的保温时间为6h；澄清均化温度为1590℃，在锡槽内成型温度为950℃，退火温度为600℃。
成品的耐热冲击浮法玻璃包括玻璃主体成分及导热成分，玻璃主体的重量百分组成比例（玻璃主体中单个氧化物的质量与所述耐热冲击浮法玻璃的总重量之间的比值）为，二氧化硅:77.8%，氧化硼:13%，氧化铝:2.5%，氧化钠:5%；所述导热成分的重量百分组成比例（导热成分中单个组分的质量与所述耐热冲击浮法玻璃的总重量之间的比值）为，氮化铝:0.95%，氮化硼:0.33%，氮化硅:0.1%，硅酸钠:0.2%；其中，导热粉中的水玻璃经过受热分解为硅酸钠和水蒸气，氯化铵经过受热分解为氯化氢、氨气，氯化氢、氨气和水蒸气被排出，不计入导热成分中。
该成品的耐热冲击浮法玻璃的厚度为5mm，可见光透过率为83.3%，平均线热膨胀系数(α20～300℃)：126.9×10-7/℃；在800℃的温度下能保持2个小时不炸裂，同时玻璃中心与边缘的温差可达到53℃；其导热系数在20℃下为1.85W/(m·k)。
实施例2
步骤1）、将球形0.97千克氮化铝、0.36千克六方氮化硼、0.11千克氮化硅、0.3千克水玻璃和0.14千克氯化铵混合均匀后立即放入球磨机中球磨制成粒径小于0.5微米的粉体，该粉体即为导热粉，球磨机的工作温度控制在66℃；其中，氯化铵在所述导热粉中的重量百分比为7.2%，球形氮化铝的平均粒径为40nm，球形氮化铝的比表面积为70±2m2/g，六方氮化硼的粒径小于等于0.5微米，所述氮化硅的粒径小于等于1微米；
步骤2）、将石英砂、氧化硼、氧化铝和碳酸钠混合成玻璃主体原料，玻璃主体原料的用量按照玻璃氧化物的量进行换算称重，单位为千克，再将步骤1）中的导热粉与玻璃主体原料混合均匀制成浮法玻璃配合料；最后将浮法玻璃配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，熔液经过澄清均化后流入工作池，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，经退火、切割制成成品；其中，浮法玻璃熔窑内的熔化温度为1650℃，浮法玻璃熔窑的升温速率为10℃/min，浮法玻璃熔窑在熔化温度的保温时间为7h；澄清均化温度为1605℃，在锡槽内成型温度为955℃，退火温度为615℃。
成品的耐热冲击浮法玻璃包括玻璃主体成分及导热成分，玻璃主体的重量百分组成比例（玻璃主体中单个氧化物的质量与所述耐热冲击浮法玻璃的总重量之间的比值）为，二氧化硅:78.7%，氧化硼:12.6%，氧化铝:2.1%，氧化钠:4.7%；所述导热成分的重量百分组成比例（导热成分中单个组分的质量与所述耐热冲击浮法玻璃的总重量之间的比值）为，氮化铝:0.97%，氮化硼:0.36%，氮化硅:0.11%，硅酸钠:0.3%；其中，导热粉中的水玻璃经过受热分解为硅酸钠和水蒸气，氯化铵经过受热分解为氯化氢、氨气，氯化氢、氨气和水蒸气被排出，不计入导热成分中。
该成品的耐热冲击浮法玻璃的厚度为5mm，可见光透过率为82.9%，平均线热膨胀系数(α20～300℃)：108.1×10-7/℃；在800℃的温度下能保持2个小时不炸裂，同时玻璃中心与边缘的温差可达到51℃；其导热系数在20℃下为1.89W/(m·k)。
实施例3
步骤1）、将球形1.03千克氮化铝、0.43千克六方氮化硼、0.25千克氮化硅、0.5千克水玻璃和0.21千克氯化铵混合均匀后立即放入球磨机中球磨制成粒径小于0.5微米的粉体，该粉体即为导热粉，球磨机的工作温度控制在70℃；其中，氯化铵在所述导热粉中的重量百分比为8.8%，球形氮化铝的平均粒径为40nm，球形氮化铝的比表面积为70±2m2/g，六方氮化硼的粒径小于等于0.5微米，所述氮化硅的粒径小于等于1微米；
步骤2）、将石英砂、氧化硼、氧化铝和碳酸钠混合成玻璃主体原料，玻璃主体原料的用量按照玻璃氧化物的量进行换算称重，单位为千克，再将步骤1）中的导热粉与玻璃主体原料混合均匀制成浮法玻璃配合料；最后将浮法玻璃配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，熔液经过澄清均化后流入工作池，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，经退火、切割制成成品；其中，浮法玻璃熔窑内的熔化温度为1655℃，浮法玻璃熔窑的升温速率为10℃/min，浮法玻璃熔窑在熔化温度的保温时间为8h；澄清均化温度为1610℃，在锡槽内成型温度为960℃，退火温度为630℃。
成品的耐热冲击浮法玻璃包括玻璃主体成分及导热成分，玻璃主体的重量百分组成比例（玻璃主体中单个氧化物的质量与所述耐热冲击浮法玻璃的总重量之间的比值）为，二氧化硅:81.5%，氧化硼:10%，氧化铝:1.8%，氧化钠:4.3%；所述导热成分的重量百分组成比例（导热成分中单个组分的质量与所述耐热冲击浮法玻璃的总重量之间的比值）为，氮化铝:1.03%，氮化硼:0.43%，氮化硅:0.25%，硅酸钠:0.5%；其中，导热粉中的水玻璃经过受热分解为硅酸钠和水蒸气，氯化铵经过受热分解为氯化氢、氨气，氯化氢、氨气和水蒸气被排出，不计入导热成分中。
该成品的耐热冲击浮法玻璃的厚度为5mm，可见光透过率为82.5%，平均线热膨胀系数(α20～300℃)：133.9×10-7/℃；在800℃的温度下能保持2个小时不炸裂，同时玻璃中心与边缘的温差可达到55℃；其导热系数在20℃下为1.93W/(m·k)。
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。