專(zhuān)利名稱(chēng)：：制備陶瓷玻璃板的工藝及該工藝所得板及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及陶瓷材料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：已知玻璃是通過(guò)熔化晶體化合物(通常是氧化物)然后冷卻熔融體得到的無(wú)定型材料。與之相反，為獲得陶瓷玻璃材料，適當(dāng)?shù)难趸锘旌衔锉蝗刍?，所得熔融體通過(guò)成型操作(靜壓或滾壓、離心、噴射、吹風(fēng)、擠出、熱彎曲)被快速冷卻，然后半成品經(jīng)由適當(dāng)?shù)臒嵫h(huán)，在所述熱循環(huán)中(同質(zhì)或異質(zhì))晶核被發(fā)展并成長(zhǎng)。晶相的存在以及由于存在無(wú)定型基質(zhì)所決定的微結(jié)構(gòu)使得物化特性高于那些初始于玻璃的最終材料(硬度、光澤、應(yīng)力抗性和耐蝕性等)，這些物化特性使其在多種領(lǐng)域非常有用而與玻璃特性無(wú)關(guān)。玻璃和陶瓷玻璃的加工循環(huán)完全不同，這也是因?yàn)椴豢赡苓B續(xù)加工如前述的氧化物熔融體，制備第一步以后其就通過(guò)各種成型操作(靜壓或滾壓)迅速冷卻。另一方面，如果可以用于將陶瓷玻璃材料前體的熔體通過(guò)用于生產(chǎn)玻璃的普通生產(chǎn)循環(huán)是非常有用的，可以簡(jiǎn)化工藝并且得到最終產(chǎn)品的方式異常簡(jiǎn)單且產(chǎn)品具有任何需要的尺寸。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種工藝，其可以使用常規(guī)玻璃生產(chǎn)加工用的操作和工業(yè)設(shè)備加工用于陶瓷玻璃材料的熔融氧化物體。具體實(shí)施例方式發(fā)明旨在經(jīng)由下述工藝克服前述問(wèn)題，所述工藝包括熔化適當(dāng)?shù)难趸锘旌衔铮诔Ｒ?guī)玻璃生產(chǎn)工藝(滾壓、成型、吹風(fēng)等)加工熔融體，然后將所得材料進(jìn)行結(jié)晶循環(huán)?；诒景l(fā)明，初始氧化物混合物主要包括Si02、Al203和Li20，也可存在其它氧化物。優(yōu)選的，以相對(duì)于最終混合物總重的重量比計(jì)，基于本發(fā)明前述3種組分的百分比為Si02:500/0_80%;ai2o3:5%-30%;Li203%-20%其它可能存在的氧化物選自ZnO、P205、K20、Na20、CaO、MgO和BaO組成的組。更優(yōu)選，前述氧化物(如果存在于混合物中)重量百分比分別為ZnO:0.1-3%;P205:0.1-5%;K20:1-5%;Na20:0.1-6%;CaO:0.1-6%;MgO:0.1-6%;BaO:0.1-5%;Zr02:0.1-4%。前述氧化物混合物的熔點(diǎn)為1500-1550°C，因而可以在普通的熔化玻璃用氣爐中，且熔融材料沒(méi)有配合料結(jié)石和氣泡，且具有可進(jìn)行成型工藝的粘性。成型工藝和隨后的退火是在用于玻璃成型的普通工藝條件下進(jìn)行。例如，熔融材料通過(guò)軋輥系統(tǒng)(可同時(shí)碾壓到所需厚度并向前送料)壓制。隨后，所得連續(xù)板進(jìn)入控溫爐(稱(chēng)為退火爐)以釋放在壓制成型步驟中玻璃內(nèi)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力。在退火爐的出口，板邊緣被切割，可以豎直并基于適當(dāng)尺寸切割，工藝允許(例如)連續(xù)生產(chǎn)大尺寸板。優(yōu)選的，熔融體的粘度為L(zhǎng)ogT!-4。通常，在壓制工藝中熔融體被快速冷卻到相應(yīng)于k)gTl=13的溫度，在此溫度被累積的壓力在大約l小時(shí)內(nèi)消散。除了混合物的組分，熱結(jié)晶循環(huán)對(duì)于本發(fā)明的工藝也很重要。所述熱循環(huán)必須在550'C-92(TC下進(jìn)行，時(shí)間為2-6小時(shí)，整個(gè)循環(huán)持續(xù)12-25小時(shí)。-在前述時(shí)間段內(nèi)通過(guò)調(diào)整時(shí)間和溫度可以改變材料的外觀(guān)特性。例如，起始溫度為55(TC并以2(TC的梯度提升，可以得到的從基于廷德?tīng)?Tyndall)現(xiàn)象的藍(lán)色效果到半透明，直到乳濁白的跨度范圍。下面給出基于本發(fā)明的陶瓷玻璃材料的制備實(shí)施例。例1氧化物混合物具有如下組成氧化物wt%Si0278.61A1203535ZnO0.52Li2011.23P2Os1.95K202.34在145(TC熔化于氣爐(氧-甲烷)中。大約36小時(shí)后，熔融材料顯示完全精制，然后達(dá)到加工溫度(logt]=4)并基于已知玻璃加工工藝成型為所需形狀和尺寸。在這種情況下，熔融體在壓制工藝中快速冷卻到logti=13相應(yīng)的溫度，保持恒定，使得所累積的應(yīng)力在大約1小時(shí)內(nèi)消散。結(jié)晶循環(huán)是在將板保持在820°C1小時(shí)的條件下進(jìn)行，然后溫度在12小時(shí)內(nèi)穩(wěn)定地降至環(huán)境溫度。衍射分析顯示在82(TC結(jié)晶130分鐘后，存在如下的相p-石英[11-0252]和硅酸鋰Li2Si2Os[40-0376](JCPDS(粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合委員會(huì))標(biāo)號(hào))。機(jī)械特性顯微硬度740Hv(負(fù)荷=100g)其它特性測(cè)試類(lèi)型測(cè)定方法最小值吸水性EN99<0.50/0彎曲強(qiáng)度EN100>27N/mm2抗張強(qiáng)度>200-250Kg抗磨損性EN102-EN154<205謹(jǐn)3硬度EN101-EN176>6熱沖擊抗性EN104-EN176必須通過(guò)測(cè)試結(jié)霜抗性EN102必須通過(guò)測(cè)試化學(xué)抗性EN106-EN122必須通過(guò)測(cè)試?yán)?氧化物混合物具有如下組成:氧化物wt%Si0274.61Al2039.35ZnO0.52Li2011.23P2051.95K202.34在145(TC熔化于氣爐(氧-甲烷)中。大約36小時(shí)后，熔融材料顯示完全精制，然后達(dá)到加工溫度(logT]=4)并基于已知工藝成型為所需形狀和尺寸。在這種情況下，熔融體在壓制工藝中快速冷卻到logT]=13相應(yīng)的溫度，保持恒定，使得所累積的應(yīng)力在大約l小時(shí)內(nèi)消散。結(jié)晶循環(huán)在保持板處于90(TC1小時(shí)下進(jìn)行，然后在12小時(shí)內(nèi)穩(wěn)定地降溫至環(huán)境溫度。衍射分析顯示在卯(TC結(jié)晶60分鐘后，存在如下相硅酸鋁鋰[35-0794]和硅酸鋰Li2Si2Os[40-0376].機(jī)械特性顯微硬度832Hv(負(fù)荷=100g)其它特性測(cè)試類(lèi)型測(cè)定方法最小值吸水性EN99<0.5%彎曲強(qiáng)度EN100>27N/mm2抗張強(qiáng)度>200-250Kg熱沖擊抗性EN104-EN176必須通過(guò)測(cè)試耐蝕性EN106-EN122必須通過(guò)測(cè)試?yán)?氧化物混合物具有如下組成:氧化物wt%Si0275.60A12038.35ZnO0.50IJ209.75P2051.95K202.35Na201.00CaO0.50在145(TC熔化于氣爐(氧-甲垸)中。大約36小時(shí)后，熔融材料顯示完全精制，然后達(dá)到加工溫度(logrr=4)并基于已知玻璃加工工藝成型為所需形狀和尺寸。在這種情況下，熔融體在壓制工藝中快速冷卻到log13相應(yīng)的溫度，保持恒定，使得所累積的應(yīng)力在大約l小時(shí)內(nèi)消散。結(jié)晶循環(huán)在提升溫度到82(TC下進(jìn)行4小時(shí)，維持溫度4小時(shí)，然后在12小時(shí)內(nèi)降至環(huán)境溫度。衍射分析顯示在82(TC結(jié)晶4小時(shí)后，存在硅酸鋁鋰[21-0503]和硅酸鋰Li2Si205[40-0376]。機(jī)械特性顯微硬度830Hv(負(fù)荷=100g)其它特性<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>與前述實(shí)施例相似，下述氧化物組合物也得到類(lèi)似結(jié)果:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>前述實(shí)施例所示，可得的板的尺寸可達(dá)2.00x3.00米，由于其前述出色的特性可以用于地板和鑲板建筑。權(quán)利要求1.制造板型陶瓷玻璃材料的工藝，其中用于制造陶瓷玻璃材料的氧化物混合物被熔化；所得玻璃質(zhì)使用玻璃生產(chǎn)和加工中通用操作和設(shè)備加工；所得材料進(jìn)行熱結(jié)晶循環(huán)。2.如權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述用于陶瓷玻璃材料的氧化物混合物包括Si02、A1203和Li20。3.如權(quán)利要求2所述工藝，其中所述混合物包括Si02:50%-80%;A1203:5°/。-30%;Li203%-20%，可存在其它氧化物。4.如權(quán)利要求3所述工藝，其中所述其它氧化物選自ZnO、P205、K20、Na20、CaO、MgO和BaO組成的組。5.如權(quán)利要求4所述的工藝，其中所述氧化物存在于混合物中時(shí)其相對(duì)重量百分比為ZnO:0.1-3%;P205:0.1一5%;K20:1-5%,Na20:0.1-6%,CaO:0.1-6%;MgO:0.1-6%，BaO:0.1-5%;Zr02:0.1-4%。6.如權(quán)利要求l-6所述工藝，其中在最終冷卻前，組成工藝最后階段的熱結(jié)晶循環(huán)，是在550°C-920°C，2-6小時(shí)下進(jìn)行，總循環(huán)持續(xù)12—25小時(shí)。7.如權(quán)利要求6所述工藝，其中所述結(jié)晶循環(huán)起始于550°C，并以2(TC梯度升溫。8.用于權(quán)利要求1-7的工藝的氧化物具有如下組成a)Si0278.57A12035.35ZnO0.52Li2011.23p2o51.95K202.34;b)Si0274.47A12039.35ZnO0.52Li2011.23p2o51.95K202.34c)Si0275.50A12038.35ZnO0.50u2o9.75p2o51.95K202.35Na201.00CaO0.50d)Si0277.51A12035.35ZnO1.52Li2010.23p2o52.95K202.34e)Si0278.46A12035.35ZnO4.52Li207.23p2o51.95MgO1.00f)Si0278.59A12035.36ZnO0.52Li2011.24p2o51.95MgO3.00K202.34g)Si。275.13A12038.31ZnO0.52Li209.68p2o51.94K202.33BaO0.93Zr020.93。9.尺寸達(dá)到2.00x3.00米的陶瓷玻璃板。全文摘要可得大尺寸用于地板或鑲板建筑的板型陶瓷玻璃的工藝被描述。文檔編號(hào)C03C10/00GK101516796SQ200780034565公開(kāi)日2009年8月26日申請(qǐng)日期2007年9月17日優(yōu)先權(quán)日2006年9月18日發(fā)明者吉奧瓦尼·保迪,阿拉索·安東尼尼,馬可·比多尼,高登吉奧·保樂(lè)尼申請(qǐng)人:卡羅比亞意大利(共同)股份公司