以尖晶石为主的微晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种以尖晶石为主的微晶玻璃，其重量百分比组成含有：SiO

【技术实现步骤摘要】
以尖晶石为主的微晶玻璃及其制备方法本申请是申请日为2014年11月19日、申请号为201410665147.2、专利技术名称为“以尖晶石为主的微晶玻璃及其制备方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种以尖晶石为主的微晶玻璃及其制备方法，属于玻璃陶瓷

技术介绍
微晶玻璃是集玻璃、陶瓷和天然石材的优点于一身的玻璃，具有优异的热力学性能、高的化学稳定性、热膨胀系数大范围可调、优良的绝缘性、耐磨性高和高的软化点温度等特点，这些特性决定了微晶玻璃在材料学领域占有重要地位，可用于建筑幕墙及室内高档装饰，化工与防腐材料和矿山耐磨材料等领域。尖晶石是具有立方结构的氧化物，化学通式为AB2O4，其中A是具有四面体配位的Zn、Fe或Mg等二价金属离子，B是具有八面体配位的A1、Cr或Fe金属离子。常见的镁铝尖晶体(MgAl2O4)，由于A1-O、Mg-O均形成较强的离子键，使得其结构牢固，硬度大(莫氏硬度为8)，溶点高(2135℃)，化学性质稳定，耐腐蚀性、耐热性、耐压性、机械强度优异等特点。目前建筑微晶玻璃主要采用CaO-Al2O3-SiO2系统，以硅灰石、钙长石、钙黄长石、透辉石等为主晶相，而具有天然大理石外观特征的建筑微晶玻璃的主晶相为硅灰石(CaO-SiO2)。硅灰石、钙长石、钙黄长石和透辉石晶体莫氏硬度为6H，而平常使用的刀具莫氏硬度在5.5-6H，砂砾或灰尘中含有二氧化硅莫氏硬度7H，这些都能在现有的建筑微晶玻璃玻璃表面造成划伤或磨损，影响其装饰效果和使用寿命。r>
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种以尖晶石为主的微晶玻璃。本专利技术还要提供一种上述以尖晶石为主的微晶玻璃的制备方法。本专利技术解决技术问题所采取的技术方案是：以尖晶石为主的微晶玻璃，其重量百分比组成含有：SiO247.5-70.0％；Al2O310.0-20.0％；MgO0-22.0％；ZnO0-12.5％，且MgO和ZnO总含量在6％以上，其晶化的玻璃中含有尖晶石晶体的微晶。进一步的，还含有：B2O30-3.0％；ZrO20-6.0％；P2O50-0.5％；TiO20-5.0％；Sb2O30-0.5％；CeO20-2.0％；Na2O0-2.0％；K2O0-2.0％；Cr2O30-1.0％；Mn2O30-1.0％；Fe2O30-1.0％；Y2O30-4.0％；La2O30-1.0％。进一步的，其中，助溶剂Na2O和K2O的总含量小于2％。进一步的，其中，成核剂TiO2、ZrO2和P2O5的总含量大于6％。进一步的，其中，澄清剂Sb2O3和CeO2的总含量不超过2％。进一步的，SiO2和Al2O3的总含量为65-80％。进一步的，所述玻璃的莫氏硬度为7.5-8。以尖晶石为主的微晶玻璃的制备方法，该方法包括以下步骤：(a)配料按照重量比例称量原料的重量，倒入混合机中，混合均匀后作为前驱体玻璃原料；(b)熔炼将上述前驱体玻璃原料投入到熔炼炉中，在高温下经熔化和澄清，将前驱体玻璃原料溶解为高温玻璃原液，同时去除高温玻璃原液中的气泡和异物；(c)成型及退火将熔融好的高温玻璃原液在一定出炉温度下，成型后进行粗退火；(d)热处理将上述粗退火后的玻璃放入高温炉里进行热处理，热处理结束后即可在玻璃中生成尖晶石晶体的微晶，获得本专利技术的尖晶石为主的微晶玻璃。进一步的，步骤(a)所述原料，其中MgO、Na2O、K2O以碳酸盐或硝酸盐或硫酸盐的形式引入，其它组分以氧化物的形式引入。进一步的，步骤(b)所述熔化为，温度在1550-1600℃，时间在4-10h；所述澄清为，温度在1600-1650℃，时间在4-10h。进一步的，步骤(c)所述出炉温度为1500-1600℃；所述成型为通过在热模具中冷却下成型，或通过浮法、压型法成型。进一步的，所述热模具为，在成型过程中保证模具温度在100-450℃；所述冷却为，在高温玻璃液倒入到模具中，要对预热模具进行吹风冷却。进一步的，步骤(d)所述的热处理包括晶核析出和微晶成长两个阶段；所述晶核析出阶段所需温度为750-900℃，持续时间为1-4h；所述微晶成长阶段所需温度为800-1000℃，持续时间为0.5-4h。本专利技术的有益效果是：采用合适的前驱体玻璃进行热处理，从玻璃基体中晶化析出微晶方法，制备出以尖晶石为主的微晶玻璃。本专利技术的制备过程简单，成本低等，适合大规模的生产。本专利技术方法制备出以尖晶石为主的微晶玻璃莫氏硬度为7.5-8，可以具有不同颜色，可以有效地应用于建筑微晶玻璃中，克服了以硅灰石为主建筑微晶玻璃的划伤问题，延长了使用寿命。本专利技术方法制备出尖晶石为主的微晶玻璃具有高的机械强度、高的硬度、高的热稳定性、好的化学稳定性、耐磨性好、电绝缘性好等特点，可用建筑装饰材料、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等。具体实施方式本专利技术以ZnO(MgO、Cr2O3、Mn2O3、Fe2O3)-Al2O3-SiO2为系统，其重量百分比含量及其作用如下：SiO2和Al2O3以及MgO或者ZnO是构成本专利技术的玻璃的主要成分，根据MgO(或ZnO)-Al2O3-SiO2相图，本专利技术中，SiO2的含量为50.0-70.0％；Al2O3的含量为10.0-20.0％，当MgO和ZnO的含量超出这个范围后，在玻璃中会出现其它晶体，达不到要求。MgO的含量为0-22.0％，ZnO的含量为0-12.5％，其中，MgO和ZnO总含量在6％以上。以上组分的含量范围可以在玻璃中形成镁铝尖晶石或/和锌铝尖晶石微晶。优选的，本专利技术中的SiO2和Al2O3的总含量为65-80％。当SiO2和Al2O3的总含量小于65％时，玻璃的硬度达不到要求；当SiO2和Al2O3的总含量超过80％时，熔炼困难。ZrO2、P2O5和TiO2为玻璃中晶体的成核剂，一般会使用多种成核剂，这样可以促使晶核数量多，晶化后晶体尺寸小而均匀。ZrO2熔化温度高，含量一般不超过6％；P2O5含量过多会出现分相，一般不超过5.0％；TiO2为主要成核剂，含量一般不超过5.0％，含量过多时，成核形成的钛酸盐硬度低，会影响玻璃的硬度。优选的，本专利技术的成核剂TiO2、ZrO2和P2O5的总含量大于6％。Sb2O3和CeO2为澄清剂，两者不同时使用，Sb2O3含量不超过1.5％，过多起不到澄清作用；CeO2含量不超过2.0％。Na2O和K2O为助溶剂，降低熔化温度和澄清温度，但是Na2O、K2O的含量都不能超过2％，过多会导致玻璃的硬度下降。优选的，本专利技术的助溶剂Na2O和K2O的总含量小于2％。Cr2O3、Mn2O3和Fe2O3主要作用是着色剂，在玻璃呈现不同的颜色，Fe离子呈蓝色，Mn离子呈紫色，铬离子成红色。另一个作用是在玻璃中形成小晶体，如铬尖晶石、锰尖晶石和铁尖晶石，这些小晶体也会呈现不同的颜色，铬尖晶石为粉红色，锰尖晶石为黑紫色，铁尖晶石为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.以尖晶石为主的微晶玻璃，其特征在于：其重量百分比组成含有：SiO

【技术特征摘要】
1.以尖晶石为主的微晶玻璃，其特征在于：其重量百分比组成含有：SiO247.5-70.0％；Al2O310.0-20.0％；MgO0-22.0％；ZnO0-12.5％，且MgO和ZnO总含量在6％以上，晶化的玻璃中含有尖晶石晶体的微晶。


2.如权利要求1所述的以尖晶石为主的微晶玻璃，其特征在于：还含有：B2O30-3.0％；ZrO20-6.0％；P2O50-0.5％；TiO20-5.0％；Sb2O30-0.5％；CeO20-2.0％；Na2O0-2.0％；K2O0-2.0％；Cr2O30-1.0％；Mn2O30-1.0％；Fe2O30-1.0％；Y2O30-4.0％；La2O30-1.0％。


3.如权利要求2所述的以尖晶石为主的微晶玻璃，其特征在于：其中，助溶剂Na2O和K2O的总含量小于2％。


4.如权利要求2所述的以尖晶石为主的微晶玻璃，其特征在于：其中，成核剂TiO2、ZrO2和P2O5的总含量大于6％。


5.如权利要求2所述的以尖晶石为主的微晶玻璃，其特征在于：其中，澄清剂Sb2O3和CeO2的总含量不超过2％。


6.如权利要求1或2所述的以尖晶石为主的微晶玻璃，其特征在于：SiO2和Al2O3的总含量为65-80％。


7.如权利要求1或2所述的以尖晶石为主的微晶玻璃，其特征在于：所述玻璃的莫氏硬度为7.5-8。


8.以尖晶石为主的微晶玻璃的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(a)配料
按照重量比例称量原料的重量，倒入混合机中，混合均匀后作为前驱体玻璃原料；
(b)熔炼
将上...

【专利技术属性】
技术研发人员：原保平，苏学剑，于天来，
申请(专利权)人：成都光明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51