一种氧氮微晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧氮微晶玻璃，其原料的组分配比为：12.0～15.0mol％的Y2O3、21.0～24.0mol％的Al2O3、52.0～56.0mol％的SiO2、7.5～8.5mol％的Si3N4和1.5～2.5mol％的ZrO2。本发明专利技术提供的氧氮微晶玻璃，引入ZrO2作为形核剂，使基础玻璃的熔制温度、核化温度和晶化温度较低，制备得到的氧氮微晶玻璃的晶相含量较高，主晶相为高长径比的莫来石，次晶相为二硅酸钇，莫来石晶体具有较高的抗弯强度、弹性模量和断裂韧性，较低的热膨胀系数和热导率，二硅酸钇具有优良的抗热腐蚀性能和抗摩擦磨损性能，氧氮微晶玻璃中含有一定量的氮，使得微晶玻璃的化学稳定性，抗腐蚀性，机械性能都大大优于普通的微晶玻璃，可作为理想的耐高温、耐磨材料；本发明专利技术制备方法简单，生产成本较低，有利于工业化生产。

Oxygen nitrogen glass ceramic and preparation method thereof

The invention discloses an oxynitride glass-ceramics, whose raw materials are Y2O3 of 12.0-15.0 mol%, Al2O3 of 21.0-24.0 mol%, SiO2 of 52.0-56.0 mol%, Si3N4 of 7.5-8.5 mol% and ZrO2 of 1.5-2.5 mol%. The oxygen-nitrogen glass-ceramics provided by the present invention use ZrO2 as nucleating agent, so that the melting temperature, nucleation temperature and crystallization temperature of the basic glass are lower. The prepared oxygen-nitrogen glass-ceramics have higher crystal phase content, Mullite with high aspect ratio as main crystal phase, yttrium disilicate as secondary phase and mullite crystal with high flexural strength. Yttrium disilicate has excellent thermal corrosion resistance and friction and wear resistance. Oxygen-nitrogen glass-ceramics contain a certain amount of nitrogen, which makes the chemical stability, corrosion resistance and mechanical properties of glass-ceramics much better than ordinary glass-ceramics. The invention has the advantages of simple preparation method, low production cost and favorable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种氧氮微晶玻璃及其制备方法
本专利技术属于微晶玻璃制备
，具体涉及一种氧氮微晶玻璃及其制备方法。
技术介绍
微晶玻璃是指在玻璃中加入成核物质，通过热处理、光照射等手段，在玻璃内均匀地析出大量的微小晶体，形成致密的微晶相和玻璃相的多相复合体。微晶玻璃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，而微晶玻璃象陶瓷一样，由晶体组成，它的原子排列是有规律的。微晶玻璃具有机械强度高，绝缘性能优良，热稳定性好，介电常数稳定，耐化学腐蚀等优势，已经广泛应用于生物医药、机械、电子、航空航天工程等领域。氧氮微晶玻璃(Y-Si-Al-O-N体系)是一种重要的结构功能材料，其析晶非常复杂，且析出相常为多相混合物，其主晶相通常为Y2Si2O7、Y3Al5O12、Y2SiO5、Si2N2O等，由氧氮基础玻璃在高温下通过核化、晶化处理形成。一般而言，晶相的形成取决于基础玻璃的成分和热处理工艺，由于氮化硅中Si-N的键能较大，增加了氧氮玻璃的热稳定性，晶相难从基础玻璃中析出。现有的氧氮玻璃的熔化温度、转变温度和析晶温度较高，既增加了生产能耗，而且氧氮微晶玻璃中的晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧氮微晶玻璃，其特征在于，由以下原料制成，其原料按摩尔百分比计为：

【技术特征摘要】
1.一种氧氮微晶玻璃，其特征在于，由以下原料制成，其原料按摩尔百分比计为：2.根据权利要求1所述的氧氮微晶玻璃，其特征在于，所述原料按摩尔百分比计为：3.根据权利要求1或2所述的氧氮微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：(1)基础玻璃的制备：按设定的氧氮微晶玻璃组分配比取各组分混合，在惰性气氛下加热至熔化温度，形成玻璃熔融体，将玻璃熔融体冷却至880～920℃进行退火处理，随炉冷至室温，得到基础玻璃；(2)核化处理：将步骤(1)所得基础玻璃在惰性气氛下加热至高于玻璃转变温度40～60℃的温度下进行核化处理，得到核化后的基础玻璃；(3)晶化处理：将步骤(2)所得核化后的基础玻璃在惰性气氛下升温至析晶温度±10℃的温度下进行晶化处理，得到主晶相为莫来石的氧氮微晶玻璃。4.根据权利要求3所述的氧氮微晶玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加热至熔化温度159...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志伟，卢安贤，张静，张岩，刘涛涌，林昌伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43