微晶玻璃及其制造方法与流程

本发明涉及一种微晶玻璃，尤其是涉及一种耐高温低膨胀微晶玻璃及其制造方法。

背景技术：

1、微晶玻璃是一种通过对基质玻璃进行热处理而在玻璃内部析出结晶的材料，具有比常规的玻璃更优异的机械性能。耐高温低膨胀微晶玻璃是可以承受一定温度的特种微晶玻璃材料，具有低膨胀、耐热、耐腐蚀、抗热冲击、高硬度等特性，在家用电器、高温湿热交换器、实验用加热器具、印刷业等领域具有广泛的应用前景。

2、现有技术中主要采用li2o-al2o3-sio2(las)体系制造耐高温微晶玻璃，但las体系微晶玻璃玻璃中含有大量的al2o3、sio2等组分，使基质玻璃的熔炼温度高于1650℃，成型温度高于1600℃，基质玻璃的熔炼和成型存在较大难度，提高了微晶玻璃的制造难度，对微晶玻璃的批量生产形成了极大限制。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种制造难度较低的耐高温低膨胀微晶玻璃。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

3、微晶玻璃，其组分按重量百分比表示，含有：sio2：45～65％；al2o3：18～30％；li2o：1～8％；p2o5：大于0但小于或等于10％；tio2+zro2：0.1～8％。

4、进一步的，所述的微晶玻璃，其组分按重量百分比表示，还含有：zno：0～5％；和/或mgo：0～5％；和/或na2o：0～4％；和/或k2o：0～3％；和/或bao+cao：0～6％；和/或澄清剂：0～1％。

5、微晶玻璃，其组分按重量百分比表示，由sio2：45～65％；al2o3：18～30％；li2o：1～8％；p2o5：大于0但小于或等于10％；tio2+zro2：0.1～8％；zno：0～5％；mgo：0～5％；na2o：0～4％；k2o：0～3％；bao+cao：0～6％；澄清剂：0～1％组成。

6、进一步的，所述的微晶玻璃，其组分按重量百分比表示，满足以下5种情形中的一种或多种：

7、1)al2o3/sio2为0.3～0.6，优选al2o3/sio2为0.4～0.55；

8、2)p2o5/sio2为0.01～0.2，优选p2o5/sio2为0.11～0.16；

9、3)p2o5/al2o3为0.01～0.4，优选p2o5/al2o3为0.1～0.4，更优选p2o5/al2o3为0.2～0.35；

10、4)mgo/(li2o+na2o)为0.05～0.8，优选mgo/(li2o+na2o)为0.1～0.5；

11、5)zno/(tio2+zro2)为0.2～1.0，优选zno/(tio2+zro2)为0.4～0.7。

12、进一步的，所述的微晶玻璃，其组分按重量百分比表示，其中：sio2：48～60％；和/或al2o3：22～27％；和/或li2o：2～6％；和/或p2o5：1～8％；和/或tio2+zro2：1～5％；和/或zno：1.5～3％；和/或mgo：1～3％；和/或na2o：1～3％；和/或k2o：0～1％；和/或bao+cao：0～3％；和/或澄清剂：0～0.5％。

13、进一步的，所述的微晶玻璃，其组分按重量百分比表示，其中：tio2：0～5％，优选tio2：0.1～4％，更优选tio2：1～3％；和/或zro2：0～5％，优选zro2：0.1～4％，更优选zro2：1～3％。

14、进一步的，所述的微晶玻璃的晶相含有石英固溶体和/或锂辉石晶相和/或锂辉石固溶体，所述石英固溶体优选为β-石英固溶体，所述锂辉石固溶体优选为β-锂辉石固溶体，所述锂辉石晶相优选为β-锂辉石。

15、进一步的，所述的微晶玻璃的主晶相为β-石英固溶体或β-锂辉石固溶体。

16、进一步的，所述的微晶玻璃的晶相含量为40～90％，优选为50～90％，更优选为60～85％，进一步优选为62～84％。

17、进一步的，所述的微晶玻璃的热膨胀系数α30-380℃为20×10-7/℃以下，优选为15×10-7/℃以下，更优选为12×10-7/℃以下；和/或杨氏模量e为80gpa以上，优选为85gpa以上，更优选为88gpa以上；和/或耐热温度为750℃以上，优选为800℃以上，更优选为830℃以上；和/或耐热冲击温度为650℃以上，优选为680℃以上，更优选为700℃以上。

18、基质玻璃，其组分按重量百分比表示，含有：sio2：45～65％；al2o3：18～30％；li2o：1～8％；p2o5：大于0但小于或等于10％；tio2+zro2：0.1～8％。

19、进一步的，所述的基质玻璃，其组分按重量百分比表示，还含有：zno：0～5％；和/或mgo：0～5％；和/或na2o：0～4％；和/或k2o：0～3％；和/或bao+cao：0～6％；和/或澄清剂：0～1％。

20、基质玻璃，其组分按重量百分比表示，由sio2：45～65％；al2o3：18～30％；li2o：1～8％；p2o5：大于0但小于或等于10％；tio2+zro2：0.1～8％；zno：0～5％；mgo：0～5％；na2o：0～4％；k2o：0～3％；bao+cao：0～6％；澄清剂：0～1％组成。

21、进一步的，所述的基质玻璃，其组分按重量百分比表示，满足以下5种情形中的一种或多种：

22、1)al2o3/sio2为0.3～0.6，优选al2o3/sio2为0.4～0.55；

23、2)p2o5/sio2为0.01～0.2，优选p2o5/sio2为0.11～0.16；

24、3)p2o5/al2o3为0.01～0.4，优选p2o5/al2o3为0.1～0.4，更优选p2o5/al2o3为0.2～0.35；

25、4)mgo/(li2o+na2o)为0.05～0.8，优选mgo/(li2o+na2o)为0.1～0.5；

26、5)zno/(tio2+zro2)为0.2～1.0，优选zno/(tio2+zro2)为0.4～0.7。

27、进一步的，所述的基质玻璃，其组分按重量百分比表示，其中：sio2：48～60％；和/或al2o3：22～27％；和/或li2o：2～6％；和/或p2o5：1～8％；和/或tio2+zro2：1～5％；和/或zno：1.5～3％；和/或mgo：1～3％；和/或na2o：1～3％；和/或k2o：0～1％；和/或bao+cao：0～3％；和/或澄清剂：0～0.5％。

28、进一步的，所述的基质玻璃，其组分按重量百分比表示，其中：tio2：0～5％，优选tio2：0.1～4％，更优选tio2：1～3％；和/或zro2：0～5％，优选zro2：0.1～4％，更优选zro2：1～3％。

29、一种设备，含有上述的微晶玻璃，和/或上述的基质玻璃。

30、微晶玻璃的制造方法，所述方法包括以下步骤：形成基质玻璃，将基质玻璃通过晶化工艺形成微晶玻璃，所述形成基质玻璃为按照组分比例将原料混合均匀，将均匀的混合原料放入坩埚中，在1300～1400℃的温度范围内熔融，然后升温至1520～1590℃澄清，搅拌使玻璃液均匀后，降至适当的温度并浇铸到模具中，在550～650℃退火后自然冷却，得到基质玻璃。

31、进一步的，所述的微晶玻璃的制造方法，所述熔融时间为2～6小时，所述澄清时间为6～8小时，所述退火时间为2～6小时。

32、进一步的，所述的微晶玻璃的制造方法，所述晶化工艺包括以下步骤：在第1温度下进行成核工艺的处理，然后在比成核工艺温度高的第2温度下进行晶体生长工艺的处理。

33、进一步的，所述的微晶玻璃的制造方法，所述第1温度为650～750℃，第2温度为850～950℃，在第1温度下的保持时间为4～6小时，在第2温度下的保持时间为5～8小时。

34、本发明的有益效果是：通过合理的组分设计，本发明的微晶玻璃在制造过程中可以在比现有技术的微晶玻璃更低的温度下熔炼成型，降低了微晶玻璃的制造难度；同时本发明获得的微晶玻璃具有耐高温和较低热膨胀系数等特性。