一种高硅玉石状微晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硅玉石状微晶玻璃，按质量百分比计包括以下组分：SiO2 62‑68％、TiO2 3‑5％、P2O5 4.5‑7％、ZrO2 1‑3％、Al2O3 7‑10％、Na2O 1.0‑2.0％、Y2O3 0.5‑1.5％、ZnO 5‑7％、Sb2O3 1.5‑3.5％，余量为B2O3，本发明专利技术还公开了其制备方法。本发明专利技术优化微晶玻璃组成成分，制得熔点低、晶化率高，具有玉石质感的微晶玻璃，该微晶玻璃具有很好的断裂韧性和强度，加工成型方便，可广泛应用与高档石材的替代品，具有良好的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高硅玉石状微晶玻璃及其制备方法
本专利技术涉及玻璃制备
，具体涉及一种高硅玉石状微晶玻璃及其制备方法。
技术介绍
微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃，是一种综合玻璃，其具有玻璃和陶瓷的双重特性。普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃由晶体组成，原子有规律排列，所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。微晶玻璃自研制成功以来，已经在生物医学、机械、电子、航空航天工程等领域获得广泛的应用。在过去的几十年中，研究人员对基础玻璃的组成设计技术、微晶玻璃的核化与晶化机理、微晶玻璃的制备技术及组成-结构-性能关系进行了大量的探索研究。与传统玻璃相比，微晶玻璃具有优良的热学、力学、电学方面的性能，例如低热膨胀系数、高抗压强度、高抗弯强度、高弹性模量，高断裂韧性等。随着生活水平的提高，微晶玻璃因其优异的性能广泛应用于建筑幕墙及室内高档装饰，还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等，成为理想的高档石材的替代产品。但现有的微晶玻璃的强度和断裂韧性有限，使其使用范围受限。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高硅玉石状微晶玻璃及其制备方法。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种高硅玉石状微晶玻璃，按质量百分比计包括以下组分：SiO262-68％、TiO23-5％、P2O54.5-7％、ZrO21-3％、Al2O37-10％、Na2O1.0-2.0％、Y2O30.5-1.5％、ZnO5-7％、Sb2O31.5-3.5％，余量为B2O3。优选地，所述SiO2和Al2O3的质量比为7-9：1。优选地，所述Y2O3和Sb2O3的质量百分比总和≥2.7％。高硅玉石状微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：1)球磨：按比例称取各原料组分，混合均匀，球磨粉碎，过100目筛，烘干，得混合粉料；2)熔炼：将混合粉料放入马蹄焰窑炉中，升温在高温下熔化成玻璃溶液，使得高温下溶液中气泡完全逸出并去除杂物；3)成型：将玻璃溶液倒入模具中进行成型，并进行退火处理，得基础玻璃；4)形核、晶化：将基础玻璃放入电热炉中进行热处理，完成形核和成长，得产品。优选地，所述步骤1)中球磨8-10h，烘干10-15h。优选地，所述步骤2)中熔炼具体过程为：开始以15-20℃/min的升温速率升温至700-800℃，保温20-30min，然后以10-15℃/min的升温速率升温至1200-1250℃，保温0.5-1h，最后以7-10℃/min的升温速率升温至1560-1600℃，保温1.5-2h。优选地，所述步骤3)中退火处理是将模具放入电热炉中在540-600℃温度下退火0.5-1h。优选地，所述步骤4)中形核处理是在600-700℃下形核处理1-3h，再将电热炉升温至850-950℃晶化处理1-3h。本专利技术有益效果：本专利技术优化微晶玻璃组成成分，制得熔点低、晶化率高，具有玉石质感的微晶玻璃，该微晶玻璃具有很好的断裂韧性和强度，加工成型方便，可广泛应用与高档石材的替代品，具有良好的市场前景。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种高硅玉石状微晶玻璃，按质量百分比计包括以下组分：SiO267％、TiO24％、P2O55.5％、ZrO21.5％、Al2O38％、Na2O1.2％、Y2O30.8％、ZnO6.5％、Sb2O31.8％，余量为B2O3。高硅玉石状微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：1)球磨：按比例称取各原料组分，混合均匀，球磨粉碎10h，过100目筛，烘干，时间为12h，得混合粉料；2)熔炼：将混合粉料放入马蹄焰窑炉中，开始以18℃/min的升温速率升温至750℃，保温20min，然后以13℃/min的升温速率升温至1240℃，保温40min，最后以8℃/min的升温速率升温至1580℃，保温2h，使得混合粉料在高温下熔化成玻璃溶液，使得高温下溶液中气泡完全逸出并去除杂物；3)成型：将玻璃溶液倒入模具中进行成型，然后将模具放入电热炉中在580℃温度下退火1h；4)形核、晶化：将基础玻璃放入电热炉在650℃下形核处理2h，再将电热炉升温至900℃晶化处理2h。实施例2：一种高硅玉石状微晶玻璃，按质量百分比计包括以下组分：SiO265％、TiO23.5％、P2O56％、ZrO22％、Al2O39％、Na2O1.5％、Y2O31.0％、ZnO5.5％、Sb2O32.0％，余量为B2O3。高硅玉石状微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：1)球磨：按比例称取各原料组分，混合均匀，球磨粉碎9h，过100目筛，烘干，时间为14h，得混合粉料；2)熔炼：将混合粉料放入马蹄焰窑炉中，开始以20℃/min的升温速率升温至780℃，保温30min，然后以15℃/min的升温速率升温至1250℃，保温1h，最后以10℃/min的升温速率升温至1600℃，保温2h，使得混合粉料在高温下熔化成玻璃溶液，使得高温下溶液中气泡完全逸出并去除杂物；3)成型：将玻璃溶液倒入模具中进行成型，然后将模具放入电热炉中在600℃温度下退火1h；4)形核、晶化：将基础玻璃放入电热炉在700℃下形核处理1h，再将电热炉升温至850℃晶化处理1h。实施例3：一种高硅玉石状微晶玻璃，按质量百分比计包括以下组分：SiO262％、TiO25％、P2O54.5％、ZrO23％、Al2O37％、Na2O2.0％、Y2O30.5％、ZnO7％、Sb2O31.5％，余量为B2O3。高硅玉石状微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：1)球磨：按比例称取各原料组分，混合均匀，球磨粉碎8h，过100目筛，烘干，时间为15h，得混合粉料；2)熔炼：将混合粉料放入马蹄焰窑炉中，开始以17℃/min的升温速率升温至700℃，保温20min，然后以12℃/min的升温速率升温至1200℃，保温50min，最后以9℃/min的升温速率升温至1560℃，保温1.5h，使得混合粉料在高温下熔化成玻璃溶液，使得高温下溶液中气泡完全逸出并去除杂物；3)成型：将玻璃溶液倒入模具中进行成型，然后将模具放入电热炉中在540℃温度下退火45min；4)形核、晶化：将基础玻璃放入电热炉在680℃下形核处理2h，再将电热炉升温至870℃晶化处理2.5h。实施例4：一种高硅玉石状微晶玻璃，按质量百分比计包括以下组分：SiO268％、TiO23％、P2O57％、ZrO21％、Al2O39.5％、Na2O1.0％、Y2O31.5％、ZnO5％、Sb2O33.5％，余量为B2O3。高硅玉石状微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：1)球磨：按比例称取各原料组分，混合均匀，球磨粉碎10h，过100目筛，烘干，时间为10h，得混合粉料；2)熔炼：将混合粉料放入马蹄焰窑炉中，开始以15℃/min的升温速率升温至760℃，保温0.5h，然后以10℃/min的升温速率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硅玉石状微晶玻璃，其特征在于，按质量百分比计包括以下组分：SiO2 62‑68％、TiO2 3‑5％、P2O5 4.5‑7％、ZrO2 1‑3％、Al2O3 7‑10％、Na2O 1.0‑2.0％、Y2O3 0.5‑1.5％、ZnO 5‑7％、Sb2O3 1.5‑3.5％，余量为B2O3。

【技术特征摘要】
1.一种高硅玉石状微晶玻璃，其特征在于，按质量百分比计包括以下组分：SiO262-68％、TiO23-5％、P2O54.5-7％、ZrO21-3％、Al2O37-10％、Na2O1.0-2.0％、Y2O30.5-1.5％、ZnO5-7％、Sb2O31.5-3.5％，余量为B2O3。2.如权利要求1所述的高硅玉石状微晶玻璃，其特征在于，所述SiO2和Al2O3的质量比为7-9：1。3.如权利要求1所述的高硅玉石状微晶玻璃，其特征在于，所述Y2O3和Sb2O3的质量百分比总和≥2.7％。4.如权利要求1-3任一所述的高硅玉石状微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)球磨：按比例称取各原料组分，混合均匀，球磨粉碎，过100目筛，烘干，得混合粉料；2)熔炼：将混合粉料放入马蹄焰窑炉中，升温在高温下熔化成玻璃溶液，使得高温下溶液中气泡完全逸出并去除杂物；3)成型：将玻璃溶液倒入模具中进行成型，并进行退火处理，得基础玻璃；4)形核...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘虹，
申请(专利权)人：吴中区穹窿山倪源交通器材经营部，
类型：发明
国别省市：江苏,32