本发明专利技术公开了一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃：由玻璃粒料和占玻璃粒料3wt%的氧化物晶核剂组成，玻璃粒料由以下含量的成分组成：50~55wt%的SiO2、6~10wt%的MgO、15~18wt%的CaO、10~12wt%的Al2O3、3~6wt%的Na2O和/或K2O、8wt%的CaF2以及1wt%的Sb2O3。本发明专利技术还同时提供了上述CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的制备方法。本发明专利技术采用氧化物加氟化物的混合晶核剂，降低了体系的析晶活化能，提高了晶体生长指数，大大增强了微晶玻璃的析晶能力，从而有利于采用整体法制备微晶玻璃。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微晶玻璃
，更具体地说，本专利技术涉及一种CaO-MgO-Al2O3-SiA 微晶玻璃材料及其生产方法。
技术介绍
相比于传统的陶瓷装饰材料，微晶玻璃装饰材料具有耐腐蚀、耐磨损、吸水率低等优点，目前适合制备装饰板材的微晶玻璃主要有CaO-Al2O3-SiO2体系和CaO-MgO-Al2O3-SiA 体系。CaO-MgO-Al2O3-SiA体系微晶玻璃由于可以析出透辉石晶相，性能较CaO-Al2O3-SW2 体系微晶玻璃更优异；目前主要采用烧结法来制备，由于生产成本高、制备工艺复杂，因此不利于大范围推广。采用整体法制备则可以有效地简化制备工艺、降低生产成本，但是 CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃的析晶比较困难，因此如果要制备对应的微晶玻璃板材的话，所需析晶时间比较长，析晶温度比较高。通常该体系玻璃的析晶活化能达到 450-500kJ/mol,晶体生长指数η在1左右。析晶活化能比较大，晶体析出就比较困难，所需析晶温度也就比较高；晶体生长指数η接近1时玻璃为表面晶化，η接近3为体积晶化，因而提高η可以促进玻璃体积析晶，缩短玻璃晶化时间。因此如何降低玻璃的析晶活化能Ε、 提高晶体生长指数η是整体法制备工艺实现产业化所需解决的主要问题。为实现上文所述的析晶效果，增强CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃的析晶能力，需要在原料中加入一定量的晶核剂。该体系微晶玻璃常用的晶核剂为Ti02、P205、CaF2等，TiO2和P2O5的促进析晶作用比较弱，一般只用于烧结法制备工艺中，CaF2的析晶效果较前两者好，但是析晶时间仍然比较长，3h左右的保温析晶过程，一般只能得到2-3mm的微晶玻璃层。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种含混合晶核剂的CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃及其制备方法，本专利技术能有效改善制备微晶玻璃过程中析晶困难的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种CaO-MgO-Al2O3-SiA微晶玻璃由玻璃粒料和占玻璃粒料3wt% (重量比)的氧化物晶核剂组成，玻璃粒料由以下含量(重量含量) 的成分组成50 55wt% 的 Si02、6 10wt% 的 MgO、15 18wt% 的 CaO、10 12wt% 的 Al203、3 6wt% 的 Nei2O 或 K2O、8wt% 的 CaF2 以及 lwt% 的 SId2O3。作为本专利技术的CaO-MgO-Al2O3-SiA微晶玻璃的改进玻璃粒料由以下含量的成分组成50 55wt% 的 Si02、6 10wt% 的 MgO、15 18wt% 的 CaO、10 12wt% 的 Al203、3 wt% 的 Νει20、 2wt% K2O、8wt% 的 CaF2 以及 lwt% 的 SId2O3。作为本专利技术的CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的进一步改进氧化物晶核剂为Ti02、 P2O5, ZrO2或者为质量比为1 1的TiO2和P2O5的混合物。本专利技术还同时提供了上述CaO-MgO-Al2O3-SiA微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤1)、将玻璃粒料和占玻璃粒料3wt%的氧化物晶核剂混合均勻，然后加热至 143(T1470°C熔融并保温3. 8 4. 2h，得到澄清均勻的玻璃液；2)、将上述玻璃液倒入模具中成型并于49(T510°C的温度下退火0.4 0. 6h以消除应力，得到块状或片状的透明玻璃；3)、将块状或片状的透明玻璃加热至90(T93(TC并保温2.8^3. 2h，从而使得玻璃充分析晶；随后自然冷却至室温，得微晶玻璃基料；4)、将微晶玻璃基料的上下表面进行抛光，得到微晶玻璃。在本专利技术中，抛光一般要求光泽度能达到达95以上光泽单位。本专利技术是一种使用整体法制备含有透辉石主晶相的微晶玻璃装饰板的工艺；本专利技术通过氟化物+氧化物混合晶核剂的加入明显降低了玻璃析晶所需的析晶活化能E，提高了晶体生长指数n，改善了制备微晶玻璃过程中析晶困难的问题，非常适合制备微晶玻璃装饰板。区别于常见的烧结法制备微晶玻璃工艺，本专利技术的方法可以免去玻璃水淬、球磨和布料等步骤，简化了工艺流程，同时又无需加入烧结法制备微晶玻璃过程中必须的Li20、ZnO, BaO等比较昂贵的助溶剂，降低了生产成本。在本专利技术中，玻璃粒料中Sb2O3是作为澄清剂，玻璃粒料中8wt% 的CaF2以及占玻璃粒料重量3wt%的氧化物晶核剂共同组成了混合晶核剂，具体分成以下几种CaF28wt%+3wt%P205、CaF28wt%+3%Ti02、CaF28wt%+3wt%Zr02, CaF28wt%+l. 5wt%P202+l. 5wt%Ti02。本专利技术具有如下优点1.采用氧化物+氟化物的混合晶核剂，降低了体系的析晶活化能，提高了晶体生长指数，大大增强了 CaO-MgO-Al2O3-SiA微晶玻璃的析晶能力，有利于采用整体法制备微晶玻^^ ο2.相比于只含有单一 CaF2晶核剂的微晶玻璃，含混合晶核剂的玻璃的析晶能力增强，所需析晶温度有所降低，如表1中所示，析出晶粒尺寸减小(晶粒尺寸约为 20(T300nm)，排列更加致密，因此对为微晶玻璃的耐酸碱性也有一定程度的提高，如图广4 所示。3.免去了烧结法制备工艺中水淬、球磨和布料等步骤，简化了制备工艺，也降低了生产成本。4.玻璃原料中不需要使用Li20、Zn0、Ba0等比较昂贵的助溶剂，降低了生产成本。5.由于微晶玻璃是通过整体法制备而成的，相比于烧结法而言，解决了玻璃内部存在气孔的问题，同时表面的平整度也较烧结法制备的试样好，只要稍加抛光即可得到平整的微晶玻璃装饰板。6、在现有的整体法制备过程中，由于玻璃的析晶比较缓慢，为保证析晶效果，一般需要两段保温处理，即首先在800°C -890°C温度范围先保温Ih左右，之后再升温至 9600C -1100°C保温l_2h，微晶玻璃层的厚度一般在1. 5_5mm左右。本专利技术中的玻璃析晶能力比较强，因此无需两段保温处理，直接在900-930°C范围内保温2-3h，微晶玻璃层(即微晶玻璃基料)厚度可以达到6-8mm，可以单独制备微晶玻璃板或者与陶瓷基板复合。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1是实施例1所得微晶玻璃的显微结构图； 图2是实施例2所得微晶玻璃的显微结构图3是实施例3所得微晶玻璃的显微结构图； 图4是对比例1所得微晶玻璃的显微结构图。具体实施例方式实施例1、一种含混合晶核剂的CaO-MgO-Al2O3-SiA微晶玻璃首先配制玻璃粒料，其成分为SiA 50%、MgO 6wt%、CaO 18wt%、Al2O3 12wt%、Na2O 3wt%、K20 2wt%、CaF2 8%，Sl3203lwt%。另外再加入3wt%Ti02。上述每种原料均需要过100目的筛。再依次进行以下步骤1)、按上述配比的玻璃粒料和TiA充分混合均勻，然后置于炉中加热至1450°C熔融并保温4h，得到澄清均勻的玻璃液。2)、将澄清均勻的玻璃液倒入模具中成型，并于500°C的温度下退火0. 5h以消除内应力，得到片状的母体玻璃，该母体玻璃的厚度为6mm。3)、将未析晶的透明玻璃片(即上述母体玻璃)加工成所需形状(100X 100mm)，厚度保持不变，并置本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２微晶玻璃，其特征是：由玻璃粒料和占玻璃粒料３ｗｔ％的氧化物晶核剂组成，所述玻璃粒料由以下含量的成分组成：５０～５５ｗｔ％的ＳｉＯ２、６～１０ｗｔ％的ＭｇＯ、１５～１８ｗｔ％的ＣａＯ、１０～１２ｗｔ％的Ａｌ２Ｏ３、３～６ｗｔ％的Ｎａ２Ｏ和／或Ｋ２Ｏ 、８ｗｔ％的ＣａＦ２以及１ｗｔ％的Ｓｂ２Ｏ３。
【技术特征摘要】
1.CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃，其特征是由玻璃粒料和占玻璃粒料3wt%的氧化物晶核剂组成，所述玻璃粒料由以下含量的成分组成5(T55wt%的Si02、6 10wt%的MgO、 15 18wt% 的 CaO、10 12wt% 的 Al203、3 6wt% 的 Nei2O 和 / 或 K2O、8wt% 的 CaF2 以及 lwt% 的 Sb2O302.根据权利要求1所述的CaO-MgO-Al2O3-SiA微晶玻璃，其特征是所述玻璃粒料由以下含量的成分组成5(T55wt%的Si02、6 10wt%的Mg0、15 18wt%的CaO、l(Tl2wt%的 Al203、3 wt% 的 Na20、2wt% K2O、8wt% 的 CaF2 以及 lwt% 的 SId203。3.根据权利要求2所述的Ca...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，郭兴忠，杨广跃，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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