一种锂铝硅微晶玻璃的表面强化方法技术

本发明专利技术公开了一种锂铝硅微晶玻璃的表面强化方法，包括以下步骤：１）制备混合熔盐：该混合熔盐由如下重量百分比的原料组成：硝酸钠２５％～５０％和硫酸钠５０％～７５％；２）将锂铝硅微晶玻璃进行精磨后，放入上述混合熔盐中，在４５０～７５０℃的温度下浸渍１５～９０分钟；取出后水冷并清洗；然后再干燥５～１２小时。采用本发明专利技术的方法能显著提高锂铝硅微晶玻璃的耐冲击性能。

Method for strengthening surface of lithium aluminum silicon glass ceramics

The invention discloses a surface strengthening method for lithium aluminosilicate glass ceramics, which comprises the following steps: 1) preparing mixed molten salt: the raw materials of the mixed molten salt by the following weight percentage: 25% to 50% sodium nitrate and sodium sulfate from 50% to 75%; 2) the lithium aluminosilicate glass ceramics for grinding after in the above, mixed molten salt, at 450 to 750 DEG C temperature dipping 15 to 90 minutes; after removing water and cleaning; and then dried for 5 to 12 hours. The method of the invention can remarkably improve the impact resistance of the lithium aluminum silicate glass ceramics.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂铝硅微晶玻璃的表面强化。
技术介绍
锂铝硅系微晶玻璃是微晶玻璃中的一个重要品种，具有超低膨胀、高强度、耐高温、 耐热冲击等特性，而被广泛用于制造天文望远镜、炊具、餐具、高温电光源玻璃、电磁炉 面板、微电子技术用基板、实验室用加热器具、高温热交换器、代石英玻璃、高温窗、雷 达天线罩等等。锂铝硅微晶玻璃与其它微晶玻璃一样，表面状态对机械强度的影响是非常 大的。渡边等研究指出微晶玻璃经热处理而到达最大的强度，由于经过标准的研磨处理 而有所减弱，研磨后的强度为未研磨得强度的80%。而目前，微晶玻璃产品都需要进行研 磨、抛光；进行研磨后由于强度的降低，直接影响到锂铝硅微晶玻璃产品的使用性能。目前，玻璃的表面强化主要釆用喷涂有机盐进行直接钢化或物理钢化制备防火玻璃。 这种借助于化学方法使玻璃表面形成一种膨胀系数比中间层低的表面低膨胀层，冷却时， 膨胀系数较高的中间层对膨胀系数较低的表面层产生拉伸作用，这种倾向使两者收縮不一 致。表面层被置于压应力之下，而中间层则产生起补偿作用的拉应力，由此使玻璃得以增 强。这种方法效果较为显著，但也存在表面低膨胀层与玻璃的结合以及对玻璃表面性质的 影响等缺点。所以，近年来提出采用离子交换的方法来强化玻璃，反应式如下A+ (玻璃) +B+ (熔盐)=B+ (玻璃)+A+ (熔盐)。如果通过交换，玻璃中原有的较小离子被熔盐中 的较大离子所置换，则在表面上产生了压应力， 一般不会产生任何结构松弛，从而使玻璃 的强度增加。离子交换表面强化方法的关键因素是选择适宜的交换离子，确定交换离子的 半径比，考察交换的程度、热膨胀系数的变化，重点关注表面结构重组所产生的应力松弛 情况以及压应力层的厚度。目前，微晶玻璃的强化技术集中在表面涂层、第二相(Zr02相变、纤维、晶须)复合 增强、自增韧等方面。这些方法虽然有一定效果，但对工艺要求很高；如果控制不佳，将 导致微晶玻璃整体性能的降低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供，采用该方法 能显著提高锂铝硅微晶玻璃的耐冲击性能。为了解决上述技术问题，本专利技术提供，包括以下步骤1) 、制备混合熔盐该混合熔盐由如下重量百分比的原料组成硝酸钠25% 50%和硫酸钠50% 75%;2) 、将锂铝硅微晶玻璃进行精磨后，放入上述混合熔盐中，在450 750。C的温度下浸 渍15 90分钟；取出后水冷并清洗；然后再干燥5 12小时。本专利技术的锂铝硅微晶玻璃的表面强化方法，是一种利用离子交换来强化玻璃表面的方 法，是在专利技术人经过仔细研究、反复实验后获得的。本专利技术釆用的表面离子交换是Li+和 Na+之间的交换，微晶玻璃表面离子交换层经历了结构重排，从而形成了比原微晶玻璃热 膨胀系数小的新表面层。当微晶玻璃冷却时，由于热膨胀系数的差异，会在微晶玻璃表面 产生压应力而使制品得到增强。经过本专利技术方法处理后的锂铝硅微晶玻璃，其强度由110 120MPa提高到350 430MPa，弹性模量由750 850MPa提高到1450 1860MPa，即该微 晶玻璃的耐冲击强度显著提高。具体实施例方式实施例l: ，依次进行以下步骤1) 、制备混合熔盐将25重量份的硝酸钠和75重量份的硫酸钠混合后，形成混合熔盐。2) 、将锂铝硅微晶玻璃按照常规工艺进行精磨后，放入上述混合熔盐中进行浸渍，在45(TC的温度下浸渍90分钟；要求混合熔盐能完全埋没锂铝硅微晶玻璃。浸渍过程结束后，将锂铝硅微晶玻璃取出进行水冷并清洗；然后再干燥8小时。 采用上述方法处理后的锂铝硅微晶玻璃，强度由110 120MPa提高到350 430MPa，弹性模量由750 850MPa提高到1450 1860MPa，即该锂铝硅微晶玻璃的耐冲击强度显著提高。实施例2: —种锂铝硅微晶玻璃的表面强化方法，依次进行以下步骤 1)、制备混合熔盐将50重量份的硝酸钠和50重量份的硫酸钠混合后，形成混合熔盐。2)、将锂铝硅微晶玻璃按照常规工艺进行精磨后，放入上述混合熔盐中进行浸渍，在 750'C的温度下浸渍15分钟；要求混合熔盐能完全埋没锂铝硅微晶玻璃。浸渍过程结束后，将锂铝硅微晶玻璃取出进行水冷并清洗；然后再干燥5小时。 采用上述方法处理后的锂铝硅微晶玻璃，强度由110 120MPa提高到350 430MPa， 弹性模量由750 850MPa提高到1450 1860MPa，即该锂铝硅微晶玻璃的耐冲击强度显 者提咼<=实施例3: —种锂铝硅微晶玻璃的表面强化方法，依次进行以下步骤1) 、制备混合熔盐将40重量份的硝酸钠和60重量份的硫酸钠混合后，形成混合熔盐。2) 、将锂铝硅微晶玻璃按照常规工艺进行精磨后，放入上述混合熔盐中进行浸渍，在600'C的温度下浸渍60分钟；要求混合熔盐能完全埋没锂铝硅微晶玻璃。浸渍过程结束后，将锂铝硅微晶玻璃取出进行水冷并清洗；然后再干燥12小时。 采用上述方法处理后的锂铝硅微晶玻璃，强度由110 120MPa提高到350 430MPa，弹性模量由750 850MPa提高到1450 1860MPa，即该锂铝硅微晶玻璃的耐冲击强度显著提高。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本专利技术的若干个具体实施例。显然，本专利技术 不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本专利技术公开的内容直 接导出或联想到的所有变形，均应认为是本专利技术的保护范围。权利要求1、，其特征是包括以下步骤1)、制备混合熔盐该混合熔盐由如下重量百分比的原料组成硝酸钠25％～50％和硫酸钠50％～75％；2)、将锂铝硅微晶玻璃进行精磨后，放入上述混合熔盐中，在450～750℃的温度下浸渍15～90分钟；取出后水冷并清洗；然后再干燥5～12小时。全文摘要本专利技术公开了，包括以下步骤1)制备混合熔盐该混合熔盐由如下重量百分比的原料组成硝酸钠25％～50％和硫酸钠50％～75％；2)将锂铝硅微晶玻璃进行精磨后，放入上述混合熔盐中，在450～750℃的温度下浸渍15～90分钟；取出后水冷并清洗；然后再干燥5～12小时。采用本专利技术的方法能显著提高锂铝硅微晶玻璃的耐冲击性能。文档编号C03C17/22GK101215105SQ20081005915公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月14日 优先权日2008年1月14日专利技术者张玲洁, 明 曹, 辉 杨, 郭兴忠 申请人:浙江大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂铝硅微晶玻璃的表面强化方法，其特征是包括以下步骤：　　　　１）、制备混合熔盐：　　　　该混合熔盐由如下重量百分比的原料组成：硝酸钠２５％～５０％和硫酸钠５０％～７５％；　　　　２）、将锂铝硅微晶玻璃进行精磨后，放入上述混合熔盐中，在４５０～７５０℃的温度下浸渍１５～９０分钟；取出后水冷并清洗；然后再干燥５～１２小时。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，郭兴忠，张玲洁，曹明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]