耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃，以质量百分数计，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分包括：SiO

【技术实现步骤摘要】
耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及玻璃生产制造
，特别是涉及一种耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]硼硅酸盐玻璃是一种重要的无机材料，其具有良好的理化性能，且原料简单易得，因此，在日用化工、电子显示、核废料处理等方面有着广泛的商业用途。其中，高硼硅酸盐玻璃的组分中SiO2的含量大于78wt％，Al2O3的含量大于2wt％且小于8wt％，B2O3的含量大于10wt％，例如派来克斯(Pyrex)玻璃，主要用于实验仪器和家用耐热器皿。
[0003]传统的耐火焰冲击的高硼硅酸盐玻璃具有较高的抗热冲击性和化学稳定性，但机械强度较低。提高玻璃机械强度的方法主要分为物理钢化法和化学强化法。物理钢化时需要有较大的热膨胀系数，在急冷急热的工艺下在表面形成压应力而低铝高硼硅酸盐玻璃热膨胀系数低，使其不易进行物理钢化。化学强化法是通过将玻璃表面的小半径离子置换为大半径离子，形成挤压效应，在玻璃表面形成压应力，通过改变玻璃表面的组成提高玻璃的强度，使得玻璃可以更好地应用于显示器件等领域。化学强化法需要玻璃具有较高的Al2O3含量，Al2O3含量越高，骨架网络的间隙越大，越有利于离子交换。但是较高的Al2O3含量会显著增大玻璃的生产难度。
[0004]因此，如何得到一种同时具有低热膨胀系数和高机械强度的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃一直是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种同时具有低热膨胀系数和高机械强度的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃及其制备方法。
[0006]本申请的一方面，提供一种耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃，以质量百分数计，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分包括：SiO
2 46％～70％、Al2O
3 8％～26％、B2O
3 5％～14％、Na2O 4％～15％、K2O 0～1.5％、MgO 10％～16％、ZnO 0～1.2％及ZrO
2 0.01％～3％。
[0007]在其中一个实施例中，以质量百分数计，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分包括：SiO
2 55％～65％、Al2O
3 10％～18％、B2O
3 6％～11％、Na2O 6％～12％、K2O 0～1％、MgO 11％～15％、ZnO 0～0.7％及ZrO
2 0.01％～1.5％。
[0008]在其中一个实施例中，以质量百分数计，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分包括：SiO
2 58％～63％、Al2O
3 11％～15％、B2O
3 7％～10％、Na2O 6％～9％、K2O 0～0.5％、MgO 11％～14％、ZnO 0～0.3％及ZrO
2 0.01％～0.5％。
[0009]在其中一个实施例中，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分中，以质量百分数计，A的数值为70～107，其中A＝13.7
×
K2O+5.4
×
MgO+12.3
×
ZnO+3.7
×
B2O3。
[0010]在其中一个实施例中，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分中，以质量百分数
计，B的数值为1590～2000，其中B＝25.1
×
SiO2+13.5
×
Al2O3+10.1
×
Na2O+40.1
×
ZrO2。
[0011]在其中一个实施例中，以质量百分数计，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分还包括0％～0.5％的氯化物及0％～0.5％的CeO2。
[0012]在其中一个实施例中，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃满足如下特征(1)～(3)中的一种或多种：
[0013](1)在50℃～300℃范围内的热膨胀系数为(50～90)
×
10
‑7℃
‑1；
[0014](2)表面应力为400MPa～900MPa；
[0015](3)应力层深度为15μm～50μm。
[0016]本申请的再一方面，提供一种上述的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的制备方法，包括如下步骤：
[0017]按照所述组分称取原料，加热至熔制温度，保温4小时～8小时，制备熔融液；
[0018]将所述熔融液成型，在600℃～700℃的温度下退火，制备所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃。
[0019]本申请的又一方面，提供一种强化玻璃，通过上述的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃进行化学强化获得，所述化学强化处理的步骤包括：将退火后的样品置于硝酸钾熔盐中，在390℃～460℃的温度下，保温2小时～8小时。
[0020]本申请的再一方面，提供一种上述的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃作为幕墙玻璃、防火玻璃、耐热器皿玻璃、家居装饰玻璃、药用玻璃、汽车玻璃、太阳能集热管玻璃或显示器件用盖板玻璃的应用。
[0021]采用本申请中组分质量百分比的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃，在具备较低的热膨胀系数和较高的软化点的同时，还具备较高的机械性能，经一步化学强化后表面应力为400MPa～900MPa，应力层深度为15μm～50μm，耐火焰冲击时间持久。
具体实施方式
[0022]为了便于理解本专利技术，下面将对本申请进行更全面的描述。下文中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0024]有技术涉及一种铝硅酸盐玻璃用组合物，包含：59wt％～62wt％的SiO2、10wt％～13wt％的Al2O3、7wt％～10wt％的B2O3、3.5wt％～6wt％的Na2O、1wt％～2.5wt％的K2O、8wt％～10wt％的MgO、0.8wt％～2wt％的ZnO及0.5wt％～0.8wt％的CeO2。采用该铝硅酸盐玻璃用组合物制备得到的铝硅酸盐玻璃的线膨胀系数低，在25℃～300℃范围内的线膨胀系数为(45～60)
×
10
‑7℃
‑1，但机械强度相对较低，强化后玻璃的表面应力为450MPa～520MPa，应力层深度为10μm～20μm。
[0025]有技术涉及一种铝硼硅玻璃组合物、玻璃板及玻璃板的制备方法。该铝硼硅玻璃组合物包含SiO2：55wt％～70wt％、Al2O3：9wt％～20wt％、B2O3：0.01wt％～7wt％、P2O5：
0.01wt％～8wt％、Li2O：0.1wt％～6wt％、Na2O：5wt％～15wt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以质量百分数计，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分包括：SiO
2 46％～70％、Al2O
3 8％～26％、B2O35％～14％、Na2O 4％～15％、K2O 0～1.5％、MgO 10％～16％、ZnO 0～1.2％及ZrO20.01％～3％。2.如权利要求1所述的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以质量百分数计，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分包括：SiO
2 55％～65％、Al2O310％～18％、B2O
3 6％～11％、Na2O 6％～12％、K2O 0～1％、MgO 11％～15％、ZnO0～0.7％及ZrO
2 0.01％～1.5％。3.如权利要求1所述的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以质量百分数计，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分包括：SiO
2 58％～63％、Al2O311％～15％、B2O
3 7％～10％、Na2O 6％～9％、K2O 0～0.5％、MgO 11％～14％、ZnO0～0.3％及ZrO
2 0.01％～0.5％。4.如权利要求1～3任一项所述的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃的组分中，以质量百分数计，A的数值为70～107，其中A＝13.7
×
K2O+5.4
×
MgO+12.3
×
ZnO+3.7
×
B2O3。5.如权利要求1～3任一项所述的耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述耐火焰冲击的硼硅酸盐玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峰，平文亮，林文城，李茵茵，刘志林，肖子凡，刘红刚，
申请(专利权)人：中国南玻集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：