抗蠕变性锆石制品及其制造方法技术

本文描述了抗蠕变性锆石制品以及制造该抗蠕变性锆石制品的方法。在一个实施例中，抗蠕变性锆石制品具有成形设备（如溢流槽）的形状，该成形设备用于制造玻璃板的熔合工艺中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及耐火陶瓷材料，具体涉及抗蠕变性锆石制品以及制造该抗蠕变性锆石制品的方法。在一种实施方式中，抗蠕变性锆石制品具有成形设备(如溢流槽)的形状，该成形设备用于制造玻璃板的熔合工艺中。
技术介绍
熔合工艺(如下拉工艺)是一种用于制造可用于各种装置如液晶显示器(IXD)中的高品质玻璃薄板的基本技术。熔合工艺是用于制造如液晶显示器之类装置中所用的玻璃板的优选技术，因为这种工艺制造的玻璃板的表面与通过其他方法制造的玻璃板表面相比具有极佳的平坦性和光滑性。熔合工艺如美国专利第3338696号和第3682609号中所述，它们的内容通过参考结合于此。 熔合工艺利用称为溢流槽的具有特殊形状的耐火块件(例如成形设备)，熔融玻璃从所述耐火块件两侧流下并在底部汇合形成玻璃单板。虽然溢流槽一般能良好工作以形成玻璃板，但是溢流槽与其横截面相比较长，因此会随时间流逝因为与熔合工艺相关的负荷和高温而蠕变或下垂。当溢流槽蠕变或下垂太厉害时，将非常难以控制玻璃板的质量和厚度。这在制造等于或大于GenlO (或157英寸溢流槽长度)的宽玻璃板时特别成问题，因为这时在制造工艺中拉制玻璃板的同时保持其均匀尺寸是很重要的。一种解决该问题的方法是，对用于制造溢流槽的元件进行改进，改变其物理性质，从而改善其抗蠕变性。康宁公司(Corning Inc.)已经开发了一些方法来改善错石的抗螺变性,而错石是目前用于制造形成LCD玻璃所用的溢流槽的材料。这些方法都涉及通过通过以下方式制造抗蠕变性溢流槽:混合和均化具有特定尺寸分布的粉末状锆石颗粒，以及向混合的锆石颗粒中加入氧化钛和氧化钇。氧化钛和氧化钇使得烧制后的等静压锆石溢流槽中的锆石晶粒尺寸增大以及锆石晶界浓度减小，从而改善了锆石晶粒的生长。关于这些不同方法的详细讨论可参见以下共同转让的专利申请:(I)美国专利申请第2008/0196449A1号；(2)US2008/0277835A1 ; (3) US2009/0272482 ;和(4) PCT TO2009/142695A2。这些文献的内容通过参考结合于此。虽然所有的这些方法都工作良好，能改善锆石溢流槽的抗蠕变性，但是仍然需要制造改进的抗蠕变性锆石溢流槽，通过本专利技术能满足这个需求和其他需求。专利技术概述本申请的独立权利要求中描述了抗蠕变性锆石制品(溢流槽)及其制造方法。非独立权利要求中描述了优选实施方式。在一个方面中，本专利技术提供了制造抗蠕变性锆石制品的方法。该方法包括以下步骤:(a)提供至少包含以下组分的锆石制品:粒径〈5 μ m的细锆石颗粒，中值粒径在5-100 μ m范围内的粗锆石颗粒以及热分解促进剂；(b)促进锆石制品热分解，其中细锆石颗粒比粗锆石颗粒分解更快且分解程度更高；以及(C)使得在热分解促进步骤过程中发生了热分解的细锆石颗粒在未发生热分解的粗锆石颗粒上重结晶，形成抗蠕变性锆石制品。在一种实施方式中，热分解促进步骤包括将锆石制品加热到>1580°C保持超过6小时。此夕卜，重结晶步骤包括将经过加热的锆石制品以约小于2V /小时的速率冷却到约1500°C。在另一个方面中，本专利技术提供了抗蠕变性锆石制品，该锆石制品在热分解和重结晶工艺之前至少包含以下组分:粒径〈5 μ m的细锆石颗粒，中值粒径在5-100 μ m范围内的粗锆石颗粒以及热分解促进剂；该锆石制品在热分解和重结晶工艺之后，在1180°C和IOOOpsi条件下测得〈〈(远小于)2.2X10_7/小时的小时应变率。在一种实施方式中，锆石制品在1180°C和IOOOpsi条件下测得更优选的<〈1X10_7/小时的小时应变率。在另一个方面中，本专利技术提供了包括以下部件的玻璃制造系统:(a)至少一个设计用于提供熔融玻璃的容器；(b)设计用于接受熔融玻璃并形成玻璃带的成形设备，其中该成形设备至少部分由抗蠕变性锆石制品制造，该制品在1180°C和IOOOpsi条件下测得 2.2X IO-7/小时的小时应变率；以及(c)设计用于接受并拉制玻璃带以形成玻璃板的牵拉辊组件。在一种实施方式中，抗蠕变性锆石制品可具有更优选的在1180°C和IOOOpsi条件下测得的〈〈I X 10_7/小时的小时应变 率。在另一个方面中，本专利技术提供了用于接受熔融玻璃并形成玻璃带的成形设备。该成形设备包含主体，该主体具有用于接受熔融玻璃的入口，熔融玻璃流入主体中形成的凹槽中，然后从凹槽的两个顶表面溢流并流下主体两侧，然后在主体两侧汇合处熔合在一起形成玻璃带，该主体由抗蠕变性锆石制品制成，该制品在1180°C和IOOOpsi条件下测得 2.2X10^7小时的小时应变率。在一种实施方式中，抗蠕变性锆石制品可具有更优选的在1180°C和IOOOpsi条件下测得的<〈1X10_7/小时的小时应变率。本专利技术解决方案的其他方面部分在以下详述、附图和权利要求中提出，部分可通过详述衍生得到，或者可通过实施本专利技术解决方案而了解。应该理解，以上简述和以下详述都只是示例性和说明性的，并非对所公开的本专利技术解决方案的限制。附图说明通过参考以下详述并结合附图，可以更完整地理解本专利技术解决方案，其中:图1是示例性玻璃制造系统的示意图，该系统利用熔合拉制工艺和改进型示例性抗蠕变性锆石溢流槽，用于制造根据本专利技术一种实施方式的玻璃板；图2是更详细说明图1所示的根据本专利技术一种实施方式的改进型抗蠕变性锆石溢流槽的透视图；和图3A和3B显示了一种已知抗蠕变性锆石制品(图3A)和根据本专利技术一种实施方式的改进型示例性抗蠕变性锆石(图3B)的微结构的扫描电镜(SEM)图。专利技术详述参见图1，显示了示例性玻璃制造系统100的示意图，该系统利用熔合拉制工艺和改进型抗蠕变性锆石溢流槽102，用于制造根据本专利技术一种实施方式的玻璃板105'。如图所示，示例性玻璃制造系统100包含熔化容器110、澄清容器115、混合容器120 (例如搅拌室120)、递送容器125 (例如碗125)、抗蠕变性锆石溢流槽102 (成形设备102、垂直玻璃递送装置102)、牵拉辊组件130和玻璃板分离装置135。如箭头109所示将玻璃批料材料引入熔化容器110中并熔化形成熔融玻璃126。澄清容器115 (例如澄清器管道115)具有高温加工区，通过耐火管道113从熔化容器110接受熔融玻璃126 (在该点处未显示)，并从熔融玻璃126中除去气泡。澄清容器115通过澄清器至搅拌室的连接管道122与混合容器120 (例如搅拌室120)相连。混合容器120与递送容器125通过搅拌室至碗的连接管道127相连。递送容器125将熔融玻璃126递送通过下导管129，送到入口 132并送到溢流槽102中。溢流槽102包含入口 136，该入口接受熔融玻璃126，该熔融玻璃流入凹槽137中，然后溢流并流下两个侧面138'和138，然后在称为根部139的位置熔合在一起。两个侧面138'和138在根部139汇合，熔融玻璃126的两个溢流壁也在根部139再结合(例如再熔合)形成玻璃带141 (参见图2)。随后在牵拉辊组件130中的两个牵拉辊150a和150b之间对玻璃带141进行向下拉制，形成玻璃板105。然后使用玻璃板分离装置135对玻璃板105进行机械刻线，所述玻璃板分离装置135 (可任选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.30 US 61/378,0491.一种制造抗蠕变性锆石制品的方法，该方法包括以下步骤: 提供锆石制品，其至少包含:粒径〈5 μ m的细锆石颗粒，中值粒径在5-100 μ m范围内的粗锆石颗粒，以及热分解促进剂； 促进锆石制品的热分解，其中，相对于粗锆石颗粒，细锆石颗粒分解更快且分解程度更闻;以及 使热分解促进步骤过程中经过热分解的细锆石颗粒在没有分解的粗锆石颗粒上重结晶，以形成抗蠕变性制品。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供步骤还包括制备锆石批料的步骤，该锆石批料具有至少包含以下组分的组合物:粒径〈5 μ m的细锆石颗粒、中值粒径在5-100 μ m范围内的粗锆石颗粒，以及热分解促进剂，所述提供步骤还包括压制锆石批料形成锆石制品的步骤。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锆石制品是预先经过烧制的锆石制品。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锆石制品具有30-10 μ m/10-5 μ m/<5 μ m锆石颗粒的三元锆石组合物，批料中对应的重量％为40-20重量％/40-30重量％/20-50重量％，当热分解促进剂与细锆石颗粒和粗锆石颗粒混合时，所述热分解促进剂的浓度在约0.2-2重量％范围内。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锆石制品具有20-10 μ m/10-5 μ m/<3 μ m锆石颗粒的三元锆石组合物，批料中对应的重量％为35-20重量％/35-30重量％/30-50重量％，当热分解促进剂与细锆石颗粒和粗锆石颗粒混合时，所述热分解促进剂的浓度在约0.2-2重量％范围内。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锆石制品具有60-40 μ m/30-10 μ m/10-5 μ m/<5 μ m锆石颗粒的四元锆石组合物，批料中对应的重量％为1-10重量％/10-30重量％/20-10重量％/69-50重量％，当热分解促进剂与细锆石颗粒和粗锆石颗粒混合时，所述热分解促进剂的浓度在约0.2-2重量％范围内。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锆石制品具有50-40 μ m/20-10 μ m/10-5 μ m/<3 μ m锆石颗粒的四元锆石组合物，批料中对应的重量％为1-5重量％/20-30重量％/10-25重量％/69_40重量％，当热分解促进剂与细锆石颗粒和粗锆石颗粒混合时，所述热分解促进剂的浓度在约0.2-2重量％范围内。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热分解促进剂是氧化钛。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热分解促进步骤包括将锆石制品加热到>1580°C并保持超过6小时。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重结晶步骤包括以约<2°C/小时的速率将锆石制品冷却到约1500°C。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗蠕变性锆石制品具有在1180°C和IOOOpsi条件下测得的〈〈2.2X 10_7/小时的小时应变率。12.如权利要求1所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·P·安迪葛，M·J·贝內特，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：
国别省市：