專利名稱：利用滑石制備的斜頑輝石微晶玻璃及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用滑石制備的斜頑輝石微晶玻璃及其工藝。
技術(shù)背景
微晶玻璃是一種具有許多優(yōu)良性能的新型無(wú)機(jī)材料。二十世紀(jì)五十年代，美國(guó)康寧公司首先研制成功了光敏微晶玻璃，六十年代中期前蘇聯(lián)率先利用工業(yè)礦渣作為主要原料，采用壓延生產(chǎn)法制成了礦渣微晶玻璃板材。1967年日本以安山巖為原料，開發(fā)研制出了黑色微晶玻璃裝飾板。七十年代初美國(guó)利用巖石以及其他玻璃原料，采用平板玻璃的成型方法，生產(chǎn)出了建筑巖石微晶玻璃裝飾板。
我國(guó)在微晶玻璃方面的研究也主要集中在各種工業(yè)廢渣在微晶玻璃方面的應(yīng)用， 以及微晶玻璃板材方面的研究。如1989年，沈定坤等人發(fā)明專利微晶玻璃型飾面材料的制造；2004年，劉軍等人發(fā)明金屬尾礦建筑微晶玻璃及其制備方法；同年，李章大等人發(fā)明高鐵尾礦制造的微晶玻璃及方法；2006年，程金樹等人發(fā)明一種廢渣微晶玻璃及其制備方法。這些系統(tǒng)都屬于CaO-Al2O3-SW2系統(tǒng)微晶玻璃。目前對(duì)MgO-Al2O3-SW2系統(tǒng)微晶玻璃的研究主要集中在堇青石系統(tǒng)微晶玻璃，如2011年6月，王國(guó)勝等人發(fā)明一種以滑石和膨潤(rùn)土為原料制備微晶玻璃的方法。目前對(duì)于建筑裝飾微晶玻璃板材，主要采用燒結(jié)法工藝， 該工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)異型制品的生產(chǎn)，同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中需要添加晶核劑，無(wú)法得到純白的的玻璃制品，限制了該材料的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種利用滑石制備的斜頑輝石微晶玻璃及其工藝，其原料廉價(jià)，不需要添加晶核劑，采用先熱塑成型，再進(jìn)行晶化處理的生產(chǎn)工藝，得到純白斜頑輝石微晶玻璃制品。
本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用解決方案為利用滑石制備的斜頑輝石微晶玻璃，其特征在于其組分及其組分含量以100克斜頑輝石微晶玻璃為基準(zhǔn)各組分的質(zhì)量以克計(jì)為滑石 40-60，石英 10-25，粘土 20-26，碳酸鈉 14-20。
按上述方案，所述的斜頑輝石微晶玻璃的化學(xué)組成(wt%)為Si02 : 58-65, Al2O3 8-10，CaO :2-4, MgO :12-18, Na2O :8-12, Fe2O3 0-0. 1，TiO2 0-0. 03。
利用滑石制備斜頑輝石微晶玻璃的方法，其特征在于包括有以下制備步驟1)選擇原料稱取原料滑石、石英、粘土和碳酸鈉，以100克玻璃為基準(zhǔn)各組分的質(zhì)量以克計(jì)為 滑石 40-60，石英 10-25，粘土 20-26，碳酸鈉 14-20 ；2)基礎(chǔ)玻璃的制備將原料混合均勻，裝入剛玉坩堝，并放到硅鉬電爐中加熱，加熱速率為4-5X /min，并在1500-1520°C保溫2. 5-3小時(shí)，從電爐中取出坩堝，將坩堝中得到的玻璃液澆注到預(yù)先加熱的模具中成型，稍后轉(zhuǎn)移到馬弗爐中，在600°C進(jìn)行保溫1-2小時(shí)后，隨爐冷卻得到基礎(chǔ)玻璃；3)玻璃晶化處理將步驟2)得到的基礎(chǔ)玻璃在硅碳棒電爐中加熱，升溫速率5-8°C /min，根據(jù)試樣的厚度在950-1000°C保溫l_2h，隨爐冷卻即可以得到微晶玻璃。
所述的斜頑輝石微晶玻璃的化學(xué)組成(wt%)為=SiO2 :58-65, Al2O3 :8-10, CaO 2-4，MgO :12-18, Na2O :8-12, Fe2O3 0-0. 1，TiO2 :0-0. 03。
所述的斜頑輝石微晶玻璃為斜頑輝石(MgO. SiO2)晶相。
本發(fā)明的的優(yōu)點(diǎn)在于1)本發(fā)明的實(shí)用面廣，所選用的原料滑石、石英、粘土均是資源非常豐富和廉價(jià)的礦物原料；2)制備工藝簡(jiǎn)單，采用一般的玻璃熔制工藝即可滿足玻璃熔制要求，微晶玻璃制品的成型采用熱塑成型，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)成型；3)玻璃的晶化不需要外加晶核劑，且結(jié)晶速度快。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1得到的微晶玻璃的XRD譜圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的制備工藝通過(guò)以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下 實(shí)施例1將石英、滑石粉、粘土、無(wú)水碳酸鈉粉碎，過(guò)45目的篩子，制得粉料，稱取石英25克，滑石粉40克，粘土 24.克，無(wú)水碳酸鈉20克，放入混料機(jī)中混合30min。
將混合料裝入IOOml的剛玉坩堝中，置于硅鉬電爐中加熱熔制，升溫速率為5°C / min，在1500°C保溫3小時(shí)，從電爐中取出坩堝，將坩堝中熔化好的玻璃液倒在事先預(yù)熱的鐵板上，用鐵板將玻璃液壓成玻璃板，將玻璃板迅速轉(zhuǎn)移至預(yù)先升溫到600°C的馬弗爐中， 退火lh，隨爐冷卻得到基礎(chǔ)玻璃。
玻璃板冷卻后，取出并置于硅碳棒爐中進(jìn)行熱處理，從室溫升至980°C，升溫速率為5°C /min,在980°C保溫2h，隨爐冷卻得到微晶玻璃。
如圖1所示，用日本RIGAKU公司生產(chǎn)的D/MX- III A型X-射線衍射分析儀測(cè)得圖譜，與標(biāo)準(zhǔn)的PDF卡片進(jìn)行比較分析，該微晶玻璃的礦物相組成為斜頑輝石。
應(yīng)用實(shí)施例該系統(tǒng)微晶玻璃由于具有白度高，結(jié)晶速度快(l_2h)等特點(diǎn)，可以應(yīng)用于日用微晶餐具的生產(chǎn)。該微晶玻璃白度大于80，350°C急冷急熱不開裂等優(yōu)良性能。
實(shí)施例2原料種類及原料處理如實(shí)施例1相同，分別稱取石英22克，滑石粉46克，粘土沈克， 無(wú)水碳酸鈉17克。原料混合程序、熔化制度、退火制度同實(shí)施例1。熱處理制度為從室溫升至1000°C，升溫速率為5°C /min，在1000°C保溫2. Oh,隨爐冷卻，得到微晶玻璃的礦物相組成為斜頑輝石。
實(shí)施例3原料種類及原料處理如實(shí)施例1相同，分別稱取石英19克，滑石粉53克，粘土 20克， 無(wú)水碳酸鈉17克。原料混合程序、熔化制度、退火制度同實(shí)施例1。熱處理制度為從室溫升至1000°C，升溫速率為5°C /min，在1000°C保溫1. 5h，隨爐冷卻，得到微晶玻璃的礦物相組成為斜頑輝石。
實(shí)施例4原料種類及原料處理如實(shí)施例1相同，分別稱取石英10克，滑石粉60克，粘土沈克， 無(wú)水碳酸鈉14克。原料混合程序、熔化制度、退火制度同實(shí)施例1。熱處理制度為從室溫升至1000°C，升溫速率為5°C /min，在1000°C保溫1. 0h，隨爐冷卻，得到微晶玻璃的礦物相組成為斜頑輝石。
權(quán)利要求
1.利用滑石制備的斜頑輝石微晶玻璃，其特征在于其組分及其組分含量以100克斜頑輝石微晶玻璃為基準(zhǔn)各組分的質(zhì)量以克計(jì)為滑石 40-60，石英 10-25，粘土 20-26，碳酸鈉 14-20。
2.按權(quán)利要求1所述的利用滑石制備的斜頑輝石微晶玻璃，其特征在于所述的斜頑輝石微晶玻璃的化學(xué)組成(wt%)為=SiO2 :58-65, Al2O3 :8-10, CaO :2_4，MgO 12-18，Na2O 8-12，F(xiàn)e2O3 0-0. 1，TiO2 :0-0. 03。
3.權(quán)利要求1所述的利用滑石制備斜頑輝石微晶玻璃的方法，其特征在于包括有以下制備步驟1)選擇原料稱取原料滑石、石英、粘土和碳酸鈉，以100克玻璃為基準(zhǔn)各組分的質(zhì)量以克計(jì)為滑石 40-60，石英 10-25，粘土 20-26，碳酸鈉 14-20 ；2)基礎(chǔ)玻璃的制備將原料混合均勻，裝入剛玉坩堝，并放到硅鉬電爐中加熱，加熱速率為4-5X /min，并在1500-1520°C保溫2. 5-3小時(shí)，從電爐中取出坩堝，將坩堝中得到的玻璃液澆注到預(yù)先加熱的模具中成型，稍后轉(zhuǎn)移到馬弗爐中，在600°C進(jìn)行保溫1-2小時(shí)后，隨爐冷卻得到基礎(chǔ)玻璃；3)玻璃晶化處理將步驟2)得到的基礎(chǔ)玻璃在硅碳棒電爐中加熱，升溫速率5-8°C /min，根據(jù)試樣的厚度在950-1000°C保溫l_2h，隨爐冷卻即可以得到微晶玻璃。
4.按權(quán)利要求3所述的利用滑石制備斜頑輝石微晶玻璃的方法，其特征在于所述的斜頑輝石微晶玻璃的化學(xué)組成(wt%)為=SiO2 :58-65, Al2O3 :8-10, CaO 2-4,MgO =12-18, Na2O 8-12，F(xiàn)e2O3 0-0. 1，TiO2 :0-0. 03。
5.按權(quán)利要求3或4所述的利用滑石制備斜頑輝石微晶玻璃的方法，其特征在于所述的所述的斜頑輝石微晶玻璃為斜頑輝石晶相。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用滑石制備的斜頑輝石微晶玻璃及其工藝，包括有以下制備步驟1)稱取原料滑石、石英、粘土和碳酸鈉；2)將原料混合均勻，并放到硅鉬電爐中加熱，從電爐中取出坩堝，將坩堝中得到的玻璃液澆注到預(yù)先加熱的模具中成型，稍后轉(zhuǎn)移到馬弗爐中，在600℃進(jìn)行保溫1-2小時(shí)后，隨爐冷卻得到基礎(chǔ)玻璃；3)將步驟2)得到的基礎(chǔ)玻璃在硅碳棒電爐中加熱，升溫速率5-8℃/min，根據(jù)試樣的厚度在950-1000℃保溫1-2h，隨爐冷卻即可以得到微晶玻璃。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1)所選用的原料滑石、石英、粘土均是資源非常豐富和廉價(jià)的礦物原料；2)制備工藝簡(jiǎn)單；3)玻璃的晶化不需要外加晶核劑，且結(jié)晶速度快。
文檔編號(hào)C03C10/12GK102515546SQ201110423278
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者何峰, 馮小平, 張占波, 施永義, 索廣宇, 謝峻林, 趙奎奎 申請(qǐng)人:廉江紅星陶瓷企業(yè)有限公司, 武漢理工大學(xué)