一种微晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种微晶玻璃及其制备方法，属于无机材料技术领域。该微晶玻璃的原料组分包括长石、石英砂、方解石、硼砂、碳酸钡、纯碱、氧化锌、粘结剂。本发明专利技术制备过程简单易实现，制备的微晶玻璃性能符合市场大部分需求，对力学性能、化学稳定性和耐酸碱侵蚀等方面进行优化，且提升幅度在10

【技术实现步骤摘要】
一种微晶玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术涉及无机材料
，尤其是指一种微晶玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是将加有晶核剂(或者不加晶核剂)的特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制备出的一种含有大量微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃具有无脆性、强度高、化学稳定性好、热稳定性和硬度比较高等特点，已经成为一类独特的新型材料。
[0003]目前的微晶玻璃，在一些使用条件较为恶劣的环境下，仍存在力学强度不足的问题，也寻找了一些解决方法，如中国专利CN109180005A中提到一种高强度防撞微晶玻璃的制备方法，通过加入硅胶树脂和玻璃纤维，制备获得韧性好、强度高的微晶玻璃。又如中国专利CN109130362A中提到的一种高强度微晶玻璃
‑
金属复合材料，通过设置微晶玻璃层、镍基合金层以及陶瓷层，使得微晶玻璃
‑
金属复合材料的强度大大提高。这些方式虽然能够解决力学强度不足的问题，但处理过程较为复杂，不易实现，化学稳定性低，且成本高。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种微晶玻璃及其制备方法。本专利技术通过加入粘结剂，通过简单的处理就能制得力学性能优异，化学稳定性良好的微晶玻璃。
[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种微晶玻璃，所述微晶玻璃的原料组分及其质量份包括：40
‑
60份长石、15
‑
25份石英砂、15
‑
25份方解石、0.5
‑
2份硼砂、1
‑
3份碳酸钡、1
‑
3份纯碱、1
‑
3份氧化锌和3
‑
7份粘结剂。
[0006]进一步地，所述粘结剂为液体硅酸钠。
[0007]进一步地，所述液体硅酸钠的模数为2
‑
3。
[0008]本专利技术的第二个目的是提供一种微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1、将长石、石英砂、方解石、硼砂、碳酸钡、纯碱、氧化锌混均，熔料、保温后倒入水中，搅拌得到玻璃颗粒；
[0010]S2、将S1步骤所述玻璃颗粒干燥、球磨，后加入粘结剂混匀，得到混合料；
[0011]S3、将S2步骤所述混合料装模、施压后，进行煅烧，得到所述微晶玻璃。
[0012]进一步地，在S1步骤中，所述长石、石英砂、方解石、硼砂、碳酸钡、纯碱、氧化锌的粒度小于60目。
[0013]进一步地，在S1步骤中，所述熔料的温度为1450
‑
1550℃；保温的时间为2
‑
3h。
[0014]进一步地，在S1步骤中，所述搅拌的速率为100
‑
120r/min，倒入过程中需不断搅拌，使其尽快冷却，得到的玻璃颗粒组成均匀，无气孔，致密度高。
[0015]进一步地，在S2步骤中，球磨过程中，干燥温度为100
‑
120℃，时间1
‑
1.5h；球磨采用行星式球磨机，球磨罐为尼龙材质，球石为氧化锆材质，球磨时间15
‑
30min，球磨后粒度为100
‑
200目。
[0016]进一步地，在S3步骤中，所述装模需经过铺入模具，放入镍网，再铺膜，镍网尺寸小于模具尺寸，镍网的丝径为0.2
‑
0.5mm，网孔为1
‑
2mm。模具为刚玉材质，表面铺有氧化铝纤维纸。将混合料铺3
‑
5mm到模具中，放入镍网，再铺3
‑
5mm，镍网应保持平整。
[0017]进一步地，在S3步骤中，所述施压的压强为1
‑
3MPa。
[0018]进一步地，在S3步骤中，所述煅烧前还包括对混合料进行干燥，所述干燥为80
‑
120℃干燥1.5
‑
2.5h。
[0019]进一步地，所述煅烧的升温速率为5
‑
8℃/min，煅烧温度为1100
‑
1200℃。
[0020]进一步地，在S3步骤中，所述煅烧后还包括对混合料进行保温，所述保温的时间为90
‑
110min。
[0021]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0022](1)本专利技术所述的液体硅酸钠与石英、长石等矿物存在复杂的吸附作用。方解石和长石中的碱金属氧化物如氧化钠和氧化镁与液体硅酸钠发生反应，生成水合硅(镁)酸钙凝胶。石英、长石骨架颗粒表面未吸附胶结物的位置，其表面晶格缺陷出存在硅氧键。液体硅酸钠也存在硅氧键，可通过氢键键合作用和吸附作用包裹在石英、长石骨架颗粒的表面。
[0023](2)本专利技术所制备的微晶玻璃为CaO
‑
MgO
‑
Al2O3‑
SiO2系微晶玻璃，能够析出透辉石(CaMgSi2O6)、钙长石(CaAl2Si2O8)、堇青石(Mg2Al4Si5O
18
)和莫来石(Al6Si2O
13
)等晶体，其中透辉石相会使微晶玻璃具有优良的力学性能。由于其含有大量的微晶相，且其孔隙率为零，极大地提升了其表面硬度，抗折强度、耐酸碱性等性能。
[0024](3)本专利技术所述微晶玻璃的制备采用的是烧结法，存在一个水淬得到玻璃颗粒的一个过程。本方法制备过程中晶相和玻璃相的比例可以任意调节，且基础玻璃的熔化温度比整体析晶法低，使得熔融时间段，能耗低；同时微晶玻璃晶粒尺寸容易控制，从而可以很好地控制样品的结构和性能。
[0025](4)本专利技术制备过程简单易实现，制备的微晶玻璃性能符合市场大部分需求，对力学性能、化学稳定性和耐酸碱侵蚀等方面进行优化，且提升幅度在10
‑
15％左右。
附图说明
[0026]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：
[0027]图1是本专利技术图实施例的构思图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0029]实施例1
[0030]一种微晶玻璃及其制备方法，包括以下步骤：
[0031](1)将54份长石、20份石英砂、19份方解石、1份硼砂、2份碳酸钡、2份纯碱、2份氧化锌分别筛分，得到粒度低于60目的颗粒；
[0032](2)将各种原料烘干后混合；
[0033](3)将混合料，置于加热炉中开始加热；
[0034](4)加热至1450℃，保温2h，得到玻璃熔液；
[0035](5)将玻璃溶液倒入水中进行水淬，水淬过程搅拌水淬池，得到玻璃颗粒；
[0036](6)将玻璃颗粒放入烘箱进行干燥，干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃的原料组分及其质量份包括：40
‑
60份长石、15
‑
25份石英砂、15
‑
25份方解石、0.5
‑
2份硼砂、1
‑
3份碳酸钡、1
‑
3份纯碱、1
‑
3份氧化锌和3
‑
7份粘结剂。2.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于：所述粘结剂为液体硅酸钠。3.根据权利要求2所述的微晶玻璃，其特征在于：所述液体硅酸钠的模数为2
‑
3。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将长石、石英砂、方解石、硼砂、碳酸钡、纯碱、氧化锌混均，熔料、保温后倒入水中，搅拌得到玻璃颗粒；S2、将S1步骤所述玻璃颗粒干燥、球磨，后加入粘结剂混匀，得到混合料；S3、将S2步骤所述混合料装模、施压后，进行煅烧，得到所述微晶玻璃。5.根据权利要求4所述的微晶玻璃的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，黄晓峰，李洪玮，国宏伟，闫炳基，陈栋，李鹏，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：