一种石墨烯玻璃及其制备工艺制造技术

一种石墨烯玻璃及其制备工艺，它涉及玻璃及其制备工艺领域。一种石墨烯玻璃由以下原料组成：石英砂、硼砂、石墨烯、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱、高精度纤维；按计量配比取上述原料根据一种石墨烯玻璃的制备工艺进行加工即可完成制备。采用上述技术方案后，本发明专利技术有益效果为：它自身较薄，具有较高的抗弯抗压抗击打性能，材质较软，韧性较高，不容易损坏，降低了使用成本，遭到破坏时成粘块状随开，危险性较低，其制备工艺适用于现代化的批量生产。

Graphene glass and its preparation process

The invention relates to a graphene glass and a preparation process thereof, which relate to glass and the preparation process thereof. A kind of graphene glass consists of the following raw materials: quartz sand, borax, graphene, boric acid, barite, barium carbonate, limestone, feldspar, soda ash and high-precision fiber; the raw materials mentioned above can be processed according to the preparation process of a graphene glass according to the metering proportion. After adopting the above-mentioned technical scheme, the invention has the advantages of thinner itself, higher bending, compression and impact resistance, softer material, higher toughness, not easy to be damaged, lower use cost, sticky and lumpy when damaged, and lower risk. The preparation process is suitable for modern batch production.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯玻璃及其制备工艺
本专利技术涉及玻璃及其制备工艺领域，具体涉及一种石墨烯玻璃及其制备工艺。
技术介绍
玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。[1]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。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。玻璃具有各向同性，玻璃的分子排列是无规则的，其分子在空间中具有统计上的均匀性。在理想状态下，均质玻璃的物理、化学性质(如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等)在各方向都是相同的。玻璃无固定熔点，因为玻璃是混合物，非晶体，所以无固定熔沸点。玻璃由固体转变为液体是一定温度区域(即软化温度范围)内进行的，它与结晶物质不同，没有固定的熔点。软化温度范围Tg～T1，Tg为转变温度，T1为液相线温度，对应的黏度分别为1013.4dPa·s、104～6dPa·s。亚稳性，玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到，从熔融态向玻璃态转变时，冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及做有规则排列而形成晶体，没有释出结晶潜热，因此，玻璃态物质比结晶态物质含有较高的内能，其能量介于熔融态和结晶态之间，属于亚稳状态。从力学观点看，玻璃是一种不稳定的高能状态，比如存在低能量状态转化的趋势，即有析晶倾向，所以，玻璃是一种亚稳态固体材料。渐变性可逆性，玻璃态物质从熔融态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质的变化也是连续的和渐变的。这与熔体的结晶过程明显不同，结晶过程必然出现新相，在结晶温度点附近，许多性质会发生突变。而玻璃态物质从熔融状态到固体状态是在较宽温度范围内完成的，随着温度逐渐降低，玻璃熔体黏度逐渐增大，最后形成固态玻璃，但是过程中没有新相形成。相反玻璃加热变为熔体的过程也是渐变的。目前现有的普通玻璃虽然能够达到质地较薄的外观，但却不具有较高的抗压抗击打性能，其本身较脆，容易被轻易损坏。且当普通玻璃本身达到一定弯折程度时，崩坏会导致玻璃成片随开，危险性较高；普通玻璃的制备工艺较为落后，不适用于现代的工业化大批量生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种石墨烯玻璃及其制备工艺，它自身较薄，具有较高的抗弯抗压抗击打性能，材质较软，韧性较高，不容易损坏，降低了使用成本，遭到破坏时成粘块状随开，危险性较低，其制备工艺适用于现代化的批量生产。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种石墨烯玻璃由以下重量份数的原料组成：石英砂60-80份、硼砂50-60份、石墨烯60-65份、硼酸30-35份、重晶石20-26份、碳酸钡10-12份、石灰石6-7份、长石3-5份、纯碱1-3份、高精度纤维1-3份；它的制备方法包括以下步骤：一、按计量配比取石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石，将上述原料放入混合机中充分混合，得到混合物；二、将混合物放入搅拌机中搅拌一段时间，并将混合物中的残渣筛选出来，留下纯净的混合原料；三、将混合物投入熔窖中高温加热，直至混合物呈液体状态；四、将混合液体进行降温处理，降温至一定温度后，往混合物中加入石墨烯、纯碱，再搅拌一段时间；五、将混合液体进行玻璃成形工作，通过压延法、浇铸法、离心浇铸法、烧结法，并快速降低混合液体的温度，将混合液体成形为不同形状或不同用途的石墨烯玻璃；六、成形石墨烯玻璃退火，完成制备。所述的搅拌时间均为1-1.5小时。将原料混合物或高温熔化后的混合液体搅拌1-1.5小时，可保证原料之间的充分混合，保证玻璃自身的较高密度，提高抗弯抗压抗击打性能。所述的高温加热过程中，加热温度为1200-1500℃，玻璃的制备温度通常控制在1300-1600℃，为了避免温度过高破坏原料组成，且为了容易控制温度，采用1200-1500℃的加热温度。所述的降温加入石墨烯过程中，将温度降低至600-800℃。600-800℃的温度避免破坏石墨烯的自身结构。采用上述技术方案后，本专利技术有益效果为：它自身较薄，具有较高的抗弯抗压抗击打性能，材质较软，韧性较高，不容易损坏，降低了使用成本，遭到破坏时成粘块状随开，危险性较低，其制备工艺适用于现代化的批量生产。具体实施方式实施例1本具体实施方式采用的技术方案是：一种石墨烯玻璃由以下重量份数的原料组成：石英砂60份、硼砂50份、石墨烯60份、硼酸30份、重晶石20份、碳酸钡10份、石灰石6份、长石3份、纯碱1份、高精度纤维1份；它的制备方法包括以下步骤：一、按计量配比取石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石，将上述原料放入混合机中充分混合，得到混合物；二、将混合物放入搅拌机中搅拌一段时间，并将混合物中的残渣筛选出来，留下纯净的混合原料；三、将混合物投入熔窖中高温加热，直至混合物呈液体状态；四、将混合液体进行降温处理，降温至一定温度后，往混合物中加入石墨烯、纯碱，再搅拌一段时间；五、将混合液体进行玻璃成形工作，通过压延法、浇铸法、离心浇铸法、烧结法，并快速降低混合液体的温度，将混合液体成形为不同形状或不同用途的石墨烯玻璃；六、成形石墨烯玻璃退火，完成制备。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。实施例2本实施例与实施例1的不同点在于它由以下重量份数的原料组成：石英砂70份、硼砂55份、石墨烯62份、硼酸32份、重晶石24份、碳酸钡11份、石灰石7份、长石4份、纯碱2份、高精度纤维2份。其它原料组成、制备方法均与实施例1相同。实施例3本实施例与实施例1的不同点在于它由以下重量份数的原料组成：石英砂80份、硼砂60份、石墨烯65份、硼酸35份、重晶石26份、碳酸钡12份、石灰石7份、长石5份、纯碱3份、高精度纤维3份。其它原料组成、制备方法均与实施例1相同。采用上述技术方案后，本专利技术有益效果为：它自身较薄，具有较高的抗弯抗压抗击打性能，材质较软，韧性较高，不容易损坏，降低了使用成本，遭到破坏时成粘块状随开，危险性较低，其制备工艺适用于现代化的批量生产。以上所述，仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案所做的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯玻璃，其特征在于它由以下重量份数的原料组成：石英砂60‑80份、硼砂50‑60份、石墨烯60‑65份、硼酸30‑35份、重晶石20‑26份、碳酸钡10‑12份、石灰石6‑7份、长石3‑5份、纯碱1‑3份、高精度纤维1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯玻璃，其特征在于它由以下重量份数的原料组成：石英砂60-80份、硼砂50-60份、石墨烯60-65份、硼酸30-35份、重晶石20-26份、碳酸钡10-12份、石灰石6-7份、长石3-5份、纯碱1-3份、高精度纤维1-3份。2.一种石墨烯玻璃的制备工艺，其特征在于它的制备方法包括以下步骤：一、按计量配比取石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石，将上述原料放入混合机中充分混合，得到混合物；二、将混合物放入搅拌机中搅拌一段时间，并将混合物中的残渣筛选出来，留下纯净的混合原料；三、将混合物投入熔窖中高温加热，直至混合物呈液体状态；四、将混合液体进行降温处理，降温至一定温度后，往混合物中加入石墨烯、纯碱，再搅拌一段时间；五、将混合液体进行玻璃成形工作，通过压延法、浇铸法、离心浇铸法、烧结法，并快速降低混合液体的温度，将混合液体成形为不同形状或不同用途的石墨烯玻璃；六、成形石墨烯玻璃退火，完成制备。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯玻璃，其特征在于它由以下重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：金闯，
申请(专利权)人：太仓斯迪克新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32