本发明专利技术属于无机非金属材料领域，将两种或两种以上系统的微晶玻璃渣混合后共同烧结制成，首先取镁－铝－硅系玻璃渣、钙－铝－硅系玻璃渣或铁－钙－镁－铝－硅系玻璃渣中的两种或三种相混合并储集在模具内，经加热保温，再升温保温，降温冷却后，使几种玻璃渣软化变形并熔融为一整体。本发明专利技术避免了体系内部应力过大出现的开裂以及颗粒过早固化，烧结困难，气孔不易排除的问题，可生成装饰效果美观的彩色微晶玻璃装饰材料。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
Composite glass-ceramic material and process for producing the same
The invention belongs to the field of inorganic non-metallic materials, glass ceramics made from the slag mixture of two or more than two kinds of common system after sintering, the first magnesium aluminum - silicate glass slag, calcium - aluminum - silicate glass slag iron or calcium magnesium - aluminum - silicate glass slag in two or three kinds of mixed reservoir in the mold, the heat insulation, thermal insulation and heating, cooling, making several glass slag softening deformation and melt as a whole. The invention avoids the problems of excessive stress occurring in the system, premature cracking, premature solidification of particles, difficulty in sintering and difficulty in eliminating pores, and can produce colorful glass ceramics decorative materials with beautiful decorative effect.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于无机非金属材料领域，特别涉及复相微晶玻璃材料的配方及其生产工艺的设计。在烧结型微晶玻璃生产的热处理过程中，往往在体系内部的晶化过程中同时出现大量析晶，从而造成的内部应力过大而出现材料开裂。另外，在烧结过程中由于玻璃渣表面析晶而容易引起各颗粒过早固化，从而产生烧结困难，气孔不易排除的问题。本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提供一类微晶玻璃的复相配方及相应的生产工艺，使微晶玻璃在生产中不易开裂，且降低其气孔率。本专利技术提出的一种复相微晶玻璃材料，其特征是将两类或两类以上的微晶玻璃渣混合后共同烧结制成，所说的每种玻璃渣的含量占总量的重量百分比均大于20％。所说的微晶玻璃渣为晶化峰Tc1出现在1000～1150℃的温度范围内的堇青石相(Mg-Al-Si系玻璃渣)、晶化峰Tc2出现在900～1100℃的温度范围内的硅灰石相(Ca-Al-Si系玻璃渣)或晶化峰Tc3出现在800～1050℃的温度范围内的辉石相(Fe-Ca-Mg-Al-Si系玻璃渣)。所说的Mg-Al-Si系玻璃渣的成分为SiO245～60 Al2O38～16 MgO6～14ZnO1～6 TiO20～5P2O51～5 Na2O 2～6CaF20.5～3 Li2O 0～2 着色剂 0～3。所说的Ca-Al-Si系玻璃渣的成分为SiO255～68 Al2O36～11 CaO12～18 ZnO0～8Na2O+K2O 3～12BaO 2～6着色剂 0～3。所说的Fe-Ca-Mg-Al-Si系玻璃渣的成分为SiO246～55 Al2O36～9 CaO 10～17 MgO 2～4ZnO 2～3 R2O3～6 FeO+Fe2O313～18 F21～2Sb2O31本专利技术提出的一种制造复相微晶玻璃的工艺方法，其特征为包括以下步骤1)取堇青石相(Mg-Al-Si系)玻璃渣、硅灰石相(Ca-Al-Si系)玻璃渣或辉石相(Fe-Ca-Mg-Al-Si系)玻璃渣之中的两种或三种粒度1～20mm的玻璃渣相混合并储集在有理想形状的模具内；2)加热至略低于上述几种玻璃渣中的较低晶化峰的温度范围保温0.2～1h；3)再以不大于300℃/h的速率升至高于其中较高晶化峰的温度20～150℃保温0.5～2h左右；4)最后降温冷却，使几种玻璃渣软化变形并彼此熔融结合成为一整体。上述制造方法为烧结晶化法，将上述其中两种或三种玻璃原料碎渣混合后放入模盒中进行烧结，针对其配方采取了相应的分步热处理控制晶化工艺。以硅灰石和堇青石复相微晶玻璃生产为例，第一阶段使烧结过程中Ca-Al-Si系玻璃碎渣内先期出现晶化过程(析出硅灰石相)，而Mg-Al-Si系玻璃渣则处于软化易流动阶段。待持续一段时间后，升温使未析晶的Mg-Al-Si系玻璃渣粘度降低更易流动，颗粒间彼此融合，消除颗粒间的气孔；在以后的升温过程中，Mg-Al-Si系玻璃渣内部和界面上也出现晶化过程(析出堇青石相)，两类玻璃在晶化过程中晶相逐渐长大、融合并在界面交错渗透，成为一类复相的微晶玻璃材料。本专利技术的复相微晶玻璃材料及相应工艺方法有以下优点第一，由于晶化过程是分部进行的，避免了体系内部在晶化过程中同时出现大量析晶而造成的内部应力过大而出现的开裂等问题。第二，原料在升温烧结过程中在较大的温度区间能粘滞流动，从而在烧结过程中颗粒之间能够通过流动传质而彼此融合，消除颗粒之间的气孔，从而在一定程度上克服了烧结型微晶玻璃易出现的由于其表面析晶而引起的颗粒过早固化，烧结困难，气孔不易排除的问题。第三，由于两种或三种玻璃原料可方便地采用不同颜色的配方引入，并且颗粒间在分部烧结晶化过程中其边缘互相融合，可生成装饰效果美观的彩色微晶玻璃装饰材料。实施例1硅灰石和堇青石复相微晶玻璃，其中，Mg-Al-Si系玻璃渣占40％(重量％)，其晶化峰Tc1出现在约1000～1150℃之内的温度范围，成分为SiO257～58 Al2O313～14 MgO 12～13 ZnO 3 TiO23～4P2O54Na2O 3～4 CaF21～2 Li2O 1Ca-Al-Si系玻璃渣，其晶化峰Tc2出现在约900～1100℃之内的温度范围，成分为SiO262Al2O38～9CaO 14～16ZnO 3～4 Na2O+K2O 6～7BaO 4～5制造工艺方法第一阶段升温至960℃并保温，使烧结过程中Ca-Al-Si系玻璃碎渣内先期出现晶化过程(析出硅灰石相)，而Mg-Al-Si系玻璃渣则处于软化易流动阶段。待持续0.5h后，升温至1060℃并保温60-90min，使未析晶的Mg-Al-Si系玻璃渣粘度降低更易流动，颗粒间彼此融合，消除颗粒间的气孔；在以后的升温过程中，Mg-Al-Si系玻璃渣内部和界面上也出现晶化过程(析出堇青石相)，两类玻璃在晶化过程中晶相逐渐长大、融合并在界面交错渗透，成为一类复相的微晶玻璃材料。实施例2硅灰石、辉石和堇青石复相微晶玻璃，其中，Ca-Al-Si系玻璃渣占50％(重量％)，Mg-Al-Si系玻璃渣占30％，Fe-Ca-Mg-Al-Si系玻璃渣占20％。成分分别为其晶化峰Tc1出现在约1000～1150℃之内的温度范围的Mg-Al-Si系玻璃渣SiO257～58 Al2O313～14 MgO 12～13 ZnO3 TiO23～4P2O54Na2O 3～4 CaF21～2 Li2O 1其晶化峰Tc2出现在约900～1100℃之内的温度范围的Ca-Al-Si系玻璃渣SiO262 Al2O38～9 CaO 14～16 ZnO 3～4 Na2O+K2O 6～7 BaO 4～5其晶化峰Tc3出现在约800～1050℃之内的温度范围的Fe-Ca-Mg-Al-Si系玻璃渣SiO246～55 Al2O36～9 CaO10～17 MgO 2～4 ZnO 23R2O3～6 FeO+Fe2O313～18 F21～2 Sb2O31制造工艺方法第一阶段升温至870℃并保温，使烧结过程中Fe-Ca-Mg-Al-Si系玻璃碎渣内先期出现晶化过程(析出部分铁辉石相)，而Ca-Al-Si系玻璃渣则处于软化易流动阶段。待持续0.3h后，升温至960℃，使未析晶的Ca-Al-Si系玻璃渣粘度降低更易流动，颗粒间彼此融合并析出部分硅灰石相；待持续0.5h后，升温至1100℃，Mg-Al-Si系玻璃渣内部和界面上也出现晶化过程(析出堇青石相)，三类玻璃在晶化过程中晶相逐渐长大、融合并在界面交错渗透，成为一类复相的白、绿、黑相间的彩色微晶玻璃材料。实施例3硅灰石和辉石复相微晶玻璃，其中，Ca-Al-Si系玻璃渣占60％(重量％)，成分为SiO264 Al2O39～10CaO 12～13 ZnO 3～4Na2O+K2O 6～7BaO 4～5 Fe-Ca-Mg-Al-Si系玻璃渣，取成分为SiO250～51 Al2O36～7CaO 13～14 MgO 2～3ZnO 2～3 R2O 5～6FeO+Fe2O316 F21～2Sb2O31第一阶段本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复相微晶玻璃材料，其特征在于，将两种或两种以上系统的微晶玻璃渣混合后共同烧结制成，所说的每种玻璃渣的含量占总量的重量百分比均大于２０％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁华巍，蒋洋，
申请(专利权)人：北京盛康宁科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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