一种玉石状微晶玻璃的制备方法与流程

文档序号:14506028阅读:255来源:国知局

本发明涉及玻璃-陶瓷领域,特别涉及一种玉石状微晶玻璃的制备方法。



背景技术:

随着我国国民经济稳定持续发展,人们生活水平随之提高,对高档建材的需求日益扩大,特别是对无辐射高档石材的替代产品需求更为迫切,但国内的高档石材的替代产品脆性大,不容易加工成型,导致很多高档石材需要从国外进口,成本大为提升。

微晶玻璃又称为陶瓷玻璃,具有玻璃和陶瓷的双重特性,微晶玻璃由晶体组成,其原子排列有规律,因此,微晶玻璃比陶瓷的亮度高,而又比玻璃韧性强。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点,优于天然石材和陶瓷,可用于建筑幕墙及室内高档装饰,还可做机械上的结构材料,电子、电工上的绝缘材料,大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热裂器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等,成为理想的高档石材的替代产品。

目前成熟的微晶玻璃的生产方法制得的微晶玻璃均存在着色调单一、没有纹理;表面气孔率高、耐用性差;脆性大、不容易加工成型等缺点,导致微晶玻璃利用空间小,市场占有率低,严重抑制了微晶玻璃产业的发展。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题在于提供一种韧性好、强度高的玉石状微晶玻璃的玉石状微晶玻璃的制备方法。

为解决上述技术问题,本发明提供的玉石状微晶玻璃的制备方法包括如下步骤:

1)将原料称重后混合获得基础料;

2)将步骤1)中得到的基础料在1380℃~1450℃下熔化16h~20h,获得玻璃液,所述基础料在上述温度下熔化可有效保证充分溶化,降低玻璃液中的气泡率,从而降低玉石状微晶玻璃的表面气孔率;

3)将步骤2)中得到的玻璃液降温至1200℃~1250℃澄清后,继续降温至1000℃~1050℃并保温10min~1hh,获得半成品玻璃料,本步骤有利于降低玉石状微晶玻璃的表面气孔率,本步骤中保温10min~1h的过程可通过人工挑料、烤料的方法实现,即玻璃液继续降温至1000℃~1050℃时,人工将玻璃液取出并对取出的玻璃液在1000℃~1050℃下烤料处理10min~1h;

4)将步骤3)中得到的半成品玻璃料倒入模具中在550℃~650℃下保温3h~12h,再经过4h~14h升温至780℃~840℃后保温3h~10h进行晶化处理,接着匀速退火即制得玉石状微晶玻璃,经过上述热处理后能进一步减少玉石状微晶玻璃的表面气孔率,有效提高玉石状微晶玻璃的韧性和强度,增强加工成型性能。本发明制得的玉石状微晶玻璃的主要晶相为na4~3k2~3ca5(si12o30)f4,这种晶相呈板条状,大大提高了玉石状微晶玻璃的韧性及抗折抗压强度,且易于加工切割。

优选地,所述玉石状微晶玻璃按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅55%~cn103641315a说明书32/3页465%,氧化钾5%~15%,氧化钙13%~20%,氟化钙10%~15%,氧化铝2%~8%,氧化锌4%~10%,三氧化硒0.5%~1.5%,硫化镉1%~2%,余量为氧化钠,该成分配比的玉石状微晶玻璃观感呈现红色半透明玉质状,具有天然玉石的润泽度和蜡质感。

二氧化硅赋予微晶玻璃良好的化学稳定性和热稳定性,能提高微晶玻璃的强度,降低微晶玻璃的膨胀系数,但随着含量增大,会导致玻璃液的粘度增大,微晶玻璃的熔制温度升高,因此二氧化硅的含量设定为:二氧化硅50%~65%。

氧化钾为良好的助溶剂,能提高微晶玻璃的光泽度,促进玻璃液的熔化和澄清,还能降低玻璃液的粘度,因此氧化钾的含量设定为:氧化钾5%~15%。

氧化钙能降低玻璃液的高温粘度,促进玻璃液的熔化和澄清,增加微晶玻璃的化学稳定性、机械强度和硬度,因此氧化钙的含量设定为:氧化钙13%~20%。

氟化钙为微晶玻璃提供氟的来源,氟是一种优良的乳浊剂,氟含量过高时微晶玻璃的化学稳定性降低,易失透,因引氟化钙的含量设定为:氟化钙10%~15%。

氧化铝能够降低微晶玻璃的析晶倾向,提高化学稳定性和机械强度及硬度,改善热稳定性,降低电绝缘性,但随着氧化铝含量的提升,会导致微晶玻璃表面产生条纹,并会提高玻璃液的粘度,使熔化和澄清发生困难,反而增加析晶倾向,因此氧化铝的含量设定为:氧化铝2%~8%。

氧化锌能提高微晶玻璃的化学稳定性,降低微晶玻璃的热膨胀系数,但随着氧化锌含量的增加,会增大微晶玻璃析晶倾向,因此氧化锌的含量设定为:氧化锌4%~10%。

三氧化硒和硫化镉作为色剂而存在,能促进微晶玻璃形成玉石状纹理,观感和触感更接近天然玉石,因此两者的含量设定为:三氧化硒0.5%~1.5%,硫化镉1%~2%。

氧化钠能降低玻璃液的粘度,促进玻璃液的熔化和澄清,因此微晶玻璃剩余的成分设定为氧化钠。

更优选地,所述步骤1)中选择石英砂、纯碱、碳酸钾、方解石、萤石、氧化铝、氧化锌、三氧化硒、镉黄作为原料提供玉石状微晶玻璃的成分组成。

本发明提供的方法操作简单,可制得具有天然玉石纹理,呈现半透明玉质状,具有天然玉石的润泽度和蜡质感的玉石状微晶玻璃;制得的玉石状微晶玻璃韧性好、强度高、吸水率低、无辐射,可切削雕刻,应用于室内外装饰,工艺品、家具、器皿制作等。

具体实施方式

为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

选用石英砂57份、纯碱14份、碳酸钾20份、方解石25份、萤石14份、氧化铝2份、氧化锌4份、三氧化硒0.6份、镉黄1.2份为原料,混合后获得基础料;将基础料在1400℃下熔化18h,获得玻璃液;将玻璃液降温至1200℃澄清后,继续降温至1020℃并保温10min,获得红色半成品玻璃料;将半成品玻璃料在600℃下保温3h,再经过4h均匀升温至820℃cn103641315a说明书43/3页5后保温3h进行晶化处理,接着匀速退火即制得玉石状微晶玻璃。

本实施例制得的玉石状微晶玻璃的体积密度为3.0g/cm3,抗折强度为80mpa,抗压强度为800mpa,莫氏硬度为7.0,冲击韧性为5.5kj/cm3,具有天然玉石纹理,呈现红色半透明玉质状,具有天然玉石的润泽度和蜡质感。

实施例2

选用石英砂54份、纯碱16份、碳酸钾18份、方解石25份、萤石16份、氧化铝3份、氧化锌6份、三氧化硒0.8份、镉黄1.2份为原料,混合后获得基础料;将基础料在1380℃下熔化24h,获得玻璃液;将玻璃液降温至1220℃澄清后,继续降温至1000℃并保温1h,获得红色半成品玻璃料;将半成品玻璃料在550℃下保温5h,再经过8h均匀升温至800℃后保温6h进行晶化处理,接着匀速退火即制得玉石状微晶玻璃。

本实施例制得的玉石状微晶玻璃的体积密度为3.0g/cm3,抗折强度为75mpa,抗压强度为750mpa,莫氏硬度为6.5,冲击韧性为5.2kj/cm3,具有天然玉石纹理,呈现红色半透明玉质状,具有天然玉石的润泽度和蜡质感。

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