專利名稱：含釹紫紅色微晶玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含釹紫紅色微晶玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋰鋁硅系(Li20-Al203-Si02，簡稱LAS)是微晶玻璃中的一個重要體系，具有超低膨 脹、高強度、耐高溫、耐熱沖擊的特性，而被廣泛用于制造天文望遠鏡、炊具、餐具、高溫電光 源玻璃、電磁爐面板、微電子技術(shù)用基板、實驗室用加熱器具、高溫熱交換器、代石英玻璃、 高溫窗、雷達天線罩、建筑裝飾等。紫紅微晶玻璃是以微晶玻璃為基體，在熔制過程中，摻雜了紫紅色著色劑而制得 的，它不僅具有一般微晶玻璃的優(yōu)越性能，而且紫紅色色澤純正、代表著高貴與純潔，特別 適合于工藝品的制作與裝潢。而且，釹元素為核反應產(chǎn)生的廢物，可以進行有效地廢物利 用，或采用鋁鋰硅微晶玻璃處理含釹核廢料。在以往微晶玻璃制備中，玻璃的熔制溫度高，大多鋰鋁硅微晶玻璃的熔制溫度在 1550 1650°C，而且，核化、晶化等熱處理也偏高，多在800 1000°C或更高，這對玻璃熔爐 和熱處理的壽命產(chǎn)生影響，迫切需要優(yōu)化微晶玻璃的原料配方，從而降低玻璃熔制溫度和 熱處理溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種性能佳、工藝簡潔的含釹紫紅色微晶玻璃及 其制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種含釹紫紅色微晶玻璃，該微晶玻璃的基 料由以下重量百分含量的成分組成二氧化硅60 61%，氧化鋰9 11%，氧化鋁18 19%，由氧化鎂、氧化鋅、氧化鋇和氧化硼組成的混合物I 1. 5 2%，氧化鈦4 5%，由氧 化鉀和氧化鈉組成的混合物II 2. 5 3. 5%以及三氧化二銻1. 5 2% ；以硝酸釹作為著色劑，硝酸釹的摻入量為基料重量百分比的0. 1 2%。作為本發(fā)明的含釹紫紅色微晶玻璃的改進該微晶玻璃的基料由以下重量百分含 量的成分組成二氧化硅60. 5%，氧化鋰10%，氧化鋁18. 2%，由氧化鎂、氧化鋅、氧化鋇和 氧化硼組成的混合物1. 8%，氧化鈦4. 6%，由氧化鉀和氧化鈉組成的混合物3. 0%以及三 氧化二銻1. 9%。作為本發(fā)明的含釹紫紅色微晶玻璃的進一步改進混合物I由氧化鎂、氧化鋅、氧 化鋇和氧化硼按任意重量比混合而成；混合物II由氧化鉀和氧化鈉按任意重量比混合而 成。本發(fā)明還同時提供了上述含釹紫紅色微晶玻璃的制備方法，包括如下步驟將基 料與硝酸釹混合均勻后球磨1 3個小時，然后經(jīng)1380 1450°C熔制并保溫3 5小時， 成型、退火；再經(jīng)600 900°C熱處理2 4小時，得含釹紫紅色微晶玻璃。本發(fā)明的含釹紫紅色微晶玻璃及其制備方法，是發(fā)明人經(jīng)過仔細研究、大量實驗后獲得的。本發(fā)明所提供的著色劑是Nd(N03)3，釹以Nd3+存在于玻璃中。它一般不變價，4f 軌道為5s25p2軌道所屏蔽，因此它的光譜特性和著色都十分穩(wěn)定，受玻璃成分和熔制工藝 的影響都較小。釹玻璃在黃光(586nm)和綠光(530nm)部分有強烈的吸收峰，因此能夠產(chǎn) 生美麗的紫紅色。在本發(fā)明中以MgO、ZnO、BaO和B203的混合物為助熔劑或化學穩(wěn)定劑， 添加Ti02為晶核劑，加入Sb203作為澄清劑，加入K20和Na20混合物作為助熔劑，有助于降 低玻璃的熔化溫度。在本發(fā)明中，作為鋰鋁硅玻璃主要體系組分，二氧化硅占60. 5%，氧化鋰占10%， 氧化鋁占18. 2% ；與以往的鋰鋁硅玻璃相比，提高了氧化鋰的含量，從而使熔制溫度有所下 降，只需要1380 1450°C即可實現(xiàn)高溫熔制，降低了熔制成本。與此同時，還促進了含鋰晶 相的析出，從而降低了熱處理溫度。本發(fā)明的含釹紫紅色微晶玻璃，主晶相為0 _鋰輝石(Li20-A1203 -nSi02,n彡4)， 晶體形狀為球狀，紫紅色穩(wěn)定、純正、均勻。其性能數(shù)據(jù)如下含釹紫紅色玻璃的主晶相為鋰輝石，晶體形狀為球狀，顏色穩(wěn)定、純正、均勻， 在30 700°C范圍內(nèi)熱膨脹系數(shù)為10X10_7°C左右，抗折強度為100 120MPa，耐侵蝕級 別達到GB6582-1。
具體實施例方式以下％均為重量％。實施例1、一種含釹紫紅色微晶玻璃，其制備方法如下將Si02 (二氧化硅)60. 5%、1^02(氧化鋰)10%41203 (氧化鋁)18. 2%、Mg0 (氧化 鎂)0. 6%、ZnO (氧化鋅)0. 4%、BaO (氧化鋇)0. 4%、B203 (氧化硼)0. 4%、K20 (氧化鉀)2%、 Na20(氧化鈉)1%、Sb203 (三氧化二銻)1. 9%、Ti02(氧化鈦)4. 6%混合后形成基料；然后 加入占基料總重0. 的Nd(N03)3(硝酸釹)作為著色劑。將上述基料與硝酸釹混合均勻后，三篩(40目)兩磨，再球磨2個小時，經(jīng)1400°C 熔制4小時，成型退火后，再經(jīng)800°C熱處理3小時，得呈現(xiàn)很淺的紫紅色(帶有點粉紅色) 的含釹紫紅色微晶玻璃；其屬于晶相為鋰輝石的鋰鋁硅微晶玻璃，其晶體形狀為球狀， 顏色穩(wěn)定、純正、均勻，在30 700°C范圍內(nèi)熱膨脹系數(shù)為10X10_7°C左右，抗折強度為 100 120MPa，耐侵蝕級別達到GB6582-1。實施例2、一種含釹紫紅色微晶玻璃，其制備方法如下將Si02 60 . 5%, Li02 10%, A1203 18. 2%, MgO 0. 5%, ZnO 0. 4%, BaO 0. 4%, B2030. 5%,K20 1. 8%,Na20 1. 2%,Sb203 1. 9%,Ti02 4. 6%混合后形成基料；然后加入占基 料總重1. 0%的Nd(N03)3作為著色劑。將上述基料與硝酸釹混合均勻后，三篩兩磨，再球磨2個小時，經(jīng)1380°C熔制4小 時，成型、退火，再經(jīng)600°C熱處理4小時，得呈現(xiàn)淡紫紅色的含釹紫紅色微晶玻璃；其屬于 晶相為鋰輝石的鋰鋁硅微晶玻璃，其晶體形狀為球狀，顏色穩(wěn)定、純正、均勻，在30 700°C范圍內(nèi)熱膨脹系數(shù)為10X10_7°C左右，抗折強度為100 120MPa，耐侵蝕級別達到 GB6582-1。實施例3、一種含釹的鋰鋁硅微晶玻璃，其制備方法如下將Si02 60 . 5%, Li02 10%, A1203 18. 2%, MgO 0. 4%, ZnO 0. 6%, BaO 0. 4%,B2030. 4%,K20 1. 5%,Na20 1. 5%,Sb203 1. 9%,Ti02 4. 6%混合后形成基料；然后加入占基 料總重2. 0%的Nd(N03)3作為著色劑。將上述基料與硝酸釹混合均勻后，三篩兩磨，再球磨2個小時，經(jīng)1420°C熔制4 小時，成型、退火，再經(jīng)900°C熱處理2小時，得呈現(xiàn)紫紅色的含釹紫紅色微晶玻璃；其屬于 晶相為鋰輝石的鋰鋁硅微晶玻璃，其晶體形狀為球狀，顏色穩(wěn)定、純正、均勻，在30 700°C范圍內(nèi)熱膨脹系數(shù)為10X10_7°C左右，抗折強度為100 120MPa，耐侵蝕級別達到 GB6582-1。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然，本發(fā) 明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容 直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種含釹紫紅色微晶玻璃，其特征在于該微晶玻璃的基料由以下重量百分含量的成分組成二氧化硅60～61％，氧化鋰9～11％，氧化鋁18～19％，由氧化鎂、氧化鋅、氧化鋇和氧化硼組成的混合物I 1.5～2％，氧化鈦4～5％，由氧化鉀和氧化鈉組成的混合物II 2.5～3.5％以及三氧化二銻1.5～2％；以硝酸釹作為著色劑，硝酸釹的摻入量為基料重量百分比的0.1～2％。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的含釹紫紅色微晶玻璃，其特征在于該微晶玻璃的基料由 以下重量百分含量的成分組成二氧化硅60.5%，氧化鋰10%，氧化鋁18.2%，由氧化鎂、 氧化鋅、氧化鋇和氧化硼組成的混合物1. 8%，氧化鈦4. 6%，由氧化鉀和氧化鈉組成的混 合物3.0%以及三氧化二銻1.9%。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的含釹紫紅色微晶玻璃，其特征在于所述混合物I由 氧化鎂、氧化鋅、氧化鋇和氧化硼按任意重量比混合而成；所述混合物II由氧化鉀和氧化 鈉按任意重量比混合而成。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的含釹紫紅色微晶玻璃的制備方法，其特征是包括如下步 驟將基料與硝酸釹混合均勻后球磨1 3個小時，然后經(jīng)1380 1450°C熔制并保溫3 5小時，成型、退火；再經(jīng)600 900°C熱處理2 4小時，得含釹紫紅色微晶玻璃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含釹紫紅色微晶玻璃，其基料由以下重量百分含量的成分組成二氧化硅60～61％，氧化鋰9～11％，氧化鋁18～19％，由氧化鎂、氧化鋅、氧化鋇和氧化硼組成的混合物I 1.5～2％，氧化鈦4～5％，由氧化鉀和氧化鈉組成的混合物II 2.5～3.5％以及三氧化二銻1.5～2％；以硝酸釹作為著色劑，硝酸釹的摻入量為基料重量百分比的0.1～2％。本發(fā)明還同時公開了上述含釹紫紅色微晶玻璃的制備方法將基料與硝酸釹混合均勻后球磨，然后依次經(jīng)熔制、成型、退火和熱處理。采用本發(fā)明方法制備而得的含釹紫紅色微晶玻璃顏色穩(wěn)定、純正，且抗折強度高。
文檔編號C03C10/00GK101844868SQ20101018481
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者楊輝, 趙嘉杰, 趙文達, 郭興忠 申請人:浙江大學