从玻璃制备制品的方法以及所制备的玻璃陶瓷制品技术

制造制品的方法，所述方法包括聚结大量的玻璃颗粒。所述制品包括玻璃、玻璃－陶瓷、和／或结晶陶瓷。制品的例子包括厨房用具（如盘子）、牙托、增强纤维、切削工具嵌衬、研磨机和内燃机的结构部件（如阀门和轴承）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Method for preparing articles from glass and prepared glass ceramic articles

A process for producing articles comprising the method of coalescing large amounts of glass particles. The articles include glass, glass ceramics, and / or crystalline ceramics. Examples of products include kitchen appliances (such as plates), tooth holders, reinforced fibers, cutting tools, inserts, grinding machines, and structural parts of internal combustion engines (such as valves and bearings).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过聚结(coalescing)许多玻璃颗粒制造制品的方法。所述制品的例子包括厨房用具(如盘子)、牙托(dental bracket)以及增强纤维、切削工具嵌衬、磨料以及内燃机的结构部件(如阀门和轴承)。
技术介绍
现在已知大量的玻璃和玻璃陶瓷组合物。大部分氧化物玻璃体系使用了著名的玻璃-前体(glass-former)(如SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、TeO2、As2O3和V2O5)来帮助形成玻璃。使用这些玻璃前体形成的一些玻璃组合物可通过加热处理来形成玻璃陶瓷。使用这些玻璃前体形成的玻璃和玻璃-陶瓷的使用上限温度通常小于1200℃，通常约700-800℃。玻璃-陶瓷相比形成它们的玻璃来说更耐高温。尽管通过熔融和快速淬火能够得到许多处于无定形状态的金属氧化物，但是由于需要非常高的淬火速率来提供无定形而不是结晶材料，因此其大多数不能形成大或复杂的形状。通常，这些体系在随后的再加热过程中相对于结晶作用非常不稳定，因此它们不能表现出玻璃通常具有的性质(如粘流)。另一方面，基于已知的网状形成氧化物(如SiO2和B2O3)的玻璃通常在再加热过程中对于结晶作用具有较好的稳定性，因此，容易达到产生粘流的工作范围。现有技术已知可以在高于玻璃转变温度的温度下通过粘性烧结，由已知的玻璃(如SiO2和B2O3)粉末来形成大的制品。例如，在磨料工业中，磨轮是通过用玻璃粘结剂把磨料颗粒粘结在一起制成的。现在需要提供包括非常规玻璃和玻璃-陶瓷组合物的大制品和/或复杂形状的制品。
技术实现思路
本专利技术提供了一种从玻璃制备制品的方法。任选地，所述制品可以是两种或多种不同玻璃组合物或制剂的复合物。在一些实例中，玻璃任选进行加热处理来使玻璃至少部分结晶。本专利技术的一个实例提供了一种从玻璃制备制品的方法，它包括 提供一种具有外表面的基材(如陶瓷、金属、金属互化物(intermetallic)以及它们的复合物)；提供至少一种第一玻璃(如片、颗粒(包括微球体)以及纤维)，其中所述第一玻璃包括至少两种不同的金属氧化物(即金属氧化物具有不同的阳离子)，其中所述第一玻璃具有Tg和Tx，所述第一玻璃的Tg和Tx之差至少是5K(甚至至少10K，至少15K，至少20K，至少25K，至少30K，或至少35K)，所述第一玻璃包含小于20重量％SiO2(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％SiO2)、小于20重量％B2O3(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％B2O3)以及小于40重量％P2O5(甚至小于35重量％、小于30重量％、小于25重量％、小于20重量％、小于15重量％、小于1重量％、小于5重量％，或者0重量％P2O5)；将所述第一玻璃加热至高于Tg的温度，以使至少一部分玻璃湿润基材的至少一部分外表面；以及冷却玻璃以提供包括陶瓷的制品，所述陶瓷包括粘结到所述基材的至少一部分外表面上的玻璃。在一些实例中，陶瓷是玻璃。任选地，所述方法还可用第二、第三或更多不同的玻璃实施，所述玻璃包含分别具有Tg和Tx的玻璃，其中玻璃的Tg和Tx之差至少是5K(甚至至少10K，至少15K，至少20K，至少25K，至少30K，或至少35K)，一种或多种其它玻璃任选包含小于20重量％SiO2(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％SiO2)、小于20重量％B2O3(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％B2O3)以及小于40重量％P2O5(甚至小于35重量％、小于30重量％、小于25重量％、小于20重量％、小于15重量％、小于1重量％、小于5重量％，或者0重量％P2O5)。优选的，玻璃，或者如果使用了不止一种玻璃的话，至少一种玻璃包括小于40(优选，小于35，30，25，20，15，10，5，或0)重量％选自SiO2、B2O3和P2O5的玻璃，以玻璃总重量计。本专利技术的另一个实例提供了一种从玻璃制备制品的方法，它包括提供一种具有外表面的基材；提供至少一种包含玻璃的许多(plurality)第一颗粒(包括玻璃颗粒)，其中所述玻璃包括至少两种不同的金属氧化物，其中所述玻璃具有Tg和Tx，所述玻璃的Tg和Tx之差至少是5K(甚至至少10K，至少15K，至少20K，至少25K，至少30K，或至少35K)，所述玻璃包含小于20重量％SiO2(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％SiO2)、小于20重量％B2O3(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％B2O3)以及小于40重量％P2O5(甚至小于35重量％、小于30重量％、小于25重量％、小于20重量％、小于15重量％、小于1重量％、小于5重量％，或者0重量％P2O5)；将所述玻璃加热至高于Tg的温度，以使许多第一颗粒的至少一部分玻璃湿润基材的至少一部分外表面；以及冷却玻璃以提供包括陶瓷的制品，所述陶瓷包括粘结到所述基材的至少一部分外表面上的玻璃。在一些实例中，陶瓷是玻璃。任选地，所述方法还可用第二、第三或更多不同的许多颗粒实施，所述许多颗粒包含不同的玻璃，所述玻璃包括分别具有Tg和Tx的玻璃，其中玻璃的Tg和Tx之差至少是5K(甚至至少10K，至少15K，至少20K，至少25K，至少30K，或至少35K)，一种或多种其它玻璃任选包含小于20重量％SiO2(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％SiO2)、小于20重量％B2O3(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％B2O3)以及小于40重量％P2O5(甚至小于35重量％、小于30重量％、小于25重量％、小于20重量％、小于15重量％、小于1重量％、小于5重量％，或者0重量％P2O5)。优选的，玻璃，或者如果使用了不止一种玻璃的话，至少一种玻璃包括小于40(优选，小于35，30，25，20，15，10，5，或0)重量％选自SiO2、B2O3和P2O5的玻璃，以玻璃总重量计。本专利技术的另一个实例提供了一种制备制品的方法，它包括提供至少第一玻璃和第二玻璃(如片、颗粒(包括微球体)和纤维)，其中所述第一玻璃包括至少两种不同的金属氧化物，其中所述第一玻璃具有Tg1和Tx1，Tg1和Tx1之差至少是5K(甚至至少10K，至少15K，至少20K，至少25K，至少30K，或至少35K)，所述第一玻璃包含小于20重量％SiO2(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％SiO2)、小于20重量％B2O3(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％B2O3)以及小于40重量％P2O5(甚至小于35重量％、小于30重量％、小于25重量％、小于20重量％、小于15重量％、小于1重量％、小于5重量％，或者0重量％P2O5)；将所述第一和第二玻璃加热至高于至少Tg1的温度，并且使至少所述第一玻璃与所述第二玻璃聚结起来提供制品。任选的，所述第二玻璃具有Tg2和Tx2，Tg2和Tx2之差至少是5K(甚至至少10K，至少15K，至少20K，至少25K，至少30K，或至少35K)。任选地，所述第二玻璃包含小于20重量％SiO2(甚至小于15重量％，小于10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从玻璃制备制品的方法，它包括：提供一种具有外表面的基材；提供至少一种第一玻璃，其中所述第一玻璃包括至少两种不同的金属氧化物，所述第一玻璃具有Ｔ↓［ｇ］和Ｔ↓［ｘ］，并且所述第一玻璃的Ｔ↓［ｇ］和Ｔ↓［ｘ］之差至少是５Ｋ， 所述第一玻璃包含小于２０重量％ＳｉＯ↓［２］、小于２０重量％Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］以及小于４０重量％Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］；在高于Ｔ↓［ｇ］的温度加热所述第一玻璃，以使至少一部分玻璃湿润至少一部分基材的外表面；以及冷却玻璃以提供 包括陶瓷的制品，所述陶瓷包括粘结到所述基材的至少一部分外表面上的玻璃。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AZ罗森弗兰，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]