專利名稱：一種以高嶺石為主料的微晶玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種微晶玻璃及其制備方法，尤其涉及一種以高嶺石為主料的微晶玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)：
微晶玻璃，又稱玻璃陶瓷，是綜合玻璃和陶瓷技術(shù)發(fā)展起來的一種新型材料，是微晶體和玻璃相均勻分布的材料，其理化性能集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優(yōu)點(diǎn)，如機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐熱、耐磨、抗氧化性能好、電性能優(yōu)良、膨脹系數(shù)可調(diào)、熱穩(wěn)定性好等，且優(yōu)于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墻及室內(nèi)高檔裝飾，還可做機(jī)械上的結(jié)構(gòu)材料，電子、電工上的絕緣材料，大規(guī)模集成電路的底板材料，微波爐耐熱系列器皿，化工與防腐材料和礦山耐磨材料等等，是具有發(fā)展前途的21世紀(jì)的新型材料。因而廣泛用于電子、化工、軍事、航天、核工業(yè)和建筑等領(lǐng)域。因微晶玻璃可用礦石、工業(yè)尾礦、冶金礦渣、粉煤灰、煤矸石等作為主要生產(chǎn)原料，且生產(chǎn)過過程中無污染，產(chǎn)品本身無放射性污染，故又被稱為環(huán)保產(chǎn)品或綠色材料，傳統(tǒng)生產(chǎn)的微晶玻璃的表層及其內(nèi)層經(jīng)常存在大量工藝性氣孔，而且抗折強(qiáng)度和耐水性等性能不強(qiáng)，限制了微晶玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種表面光潔致密無氣孔、耐水、抗折強(qiáng)度高的微晶玻璃及其制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種以高嶺石為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成` 高嶺石53-60、煤矸石15-20、鉀長石12-15、氟化鈣7_10、氧化鋁6_8、氟化鎂5_7、碳酸鈣5-7、氧化鋅5-7、氧化鈣3. 5-4、氧化鋰2. 4_3、氧化硼2. 5_3、木炭2-2. 6、草木灰2-3. 5、樹木灰2. 5-3、碳酸鈉3-4、氧化鈉1-2、氧化鎂1-3、氧化鉀2. 1_3、石英砂O. 8_1、二氧化鈦O. 6-0. 8、三氧化二銻 O. 5-0. 7、二氧化鈰 O. 1-0. 16。一種以高嶺石為主料的微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟
(1)將上述重量份的原料混合加入到玻璃熔爐內(nèi)，在1550-1600°C的高溫下熔融成均勻的玻璃體；
(2)將上述玻璃體直接投入水中，冷淬成玻璃顆粒，然后研成20-25Mm粉末，加入其重量25-30%的改性玻璃體粉末，混合均勻烘干，并平鋪于帶有樹木灰隔離層的耐火材料的水平面上，鋪置厚度為20-30mm ；
所述的改性玻璃體粉末的制備方法為將重量份為10-20的草木灰、重量份為50-60的石英砂、重量份為15-20的凹凸棒土、重量份為30-32的硅石粉，混合加入玻璃熔爐中，加熱到1550-1600°C的高溫下，熔煉2-3小時(shí)，再降至1400_1450°C下澄清1. 5-2小時(shí)，制得玻璃液，然后淬入冷水中得到碎璃體，再研磨成3-5 μ m改性玻璃體粉末；
(3)將上述鋪置好的玻璃顆粒連同耐火材料置于電阻爐中，溫度制度常溫加熱到300-360°C，升溫速率 6°C /min ;300-360°C加熱到 780_880°C，升溫速率 6°C /min ;在 780-880°C下保溫l_2h ;然后從880°C加熱到1380°C，升溫速率6°C /min ;在1380°C下保溫2_3h,完成核化和晶化過程；(4)退火將上述晶化后的玻璃以3-5°C/min的退火降溫速度進(jìn)行退火處理，當(dāng)溫度降至于550-620°C時(shí)，保持恒溫30-40分鐘，然后再6_8°C /min速率升溫到820_870°C，然后再以5-7°C /min速率繼續(xù)降溫，當(dāng)溫度降至于280_350°C時(shí)，再自然冷卻到室溫；(5)按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明生產(chǎn)的微晶玻璃平面度好、機(jī)械強(qiáng)度高、硬度大、具有良好的抗熱性、抗彎曲強(qiáng)度、耐腐蝕性和耐磨性，產(chǎn)品可制成各類管材、板材，可廣泛應(yīng)用于建筑上的耐磨耐腐蝕材料、建筑裝飾材料、實(shí)驗(yàn)室用加熱器具、高溫?zé)峤粨Q器、代石英玻璃、高溫窗、雷達(dá)天線罩等。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1一種以高嶺石為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份(公斤)的原料組成高嶺石60、煤砰石20、鉀長石15、氟化韓10、氧化招8、氟化鎂5、碳酸韓7、氧化鋅7、氧化鈣3. 5、氧化鋰2. 4、氧化硼2. 5、木炭2. 6、草木灰3. 5、樹木灰2. 5、碳酸鈉4、氧化鈉2、氧化鎂3、氧化鉀2.1、石英砂O. 8、二氧化鈦O. 8、三氧化二鋪O. 5、二氧化鋪O. 16。
一種以高嶺石為主料的微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟(1)將上述重量份的原料混合加入到玻璃熔爐內(nèi)，在1600°c的高溫下熔融成均勻的玻璃體；(2)將上述玻璃體直接投入水中，冷淬成玻璃顆粒，然后研成25Mm粉末，加入其重量 25%的改性玻璃體粉末，混合均勻烘干，并平鋪于帶有樹木灰隔離層的耐火材料的水平面上，鋪置厚度為30mm ；所述的改性玻璃體粉末的制備方法為將重量份為20的草木灰、重量份為60的石英砂、重量份為20的凹凸棒土、重量份為32的煤矸石，混合加入玻璃熔爐中，加熱到1600°C的高溫下，熔煉3小時(shí)，再降至1450°C下澄清1. 5小時(shí)，制得玻璃液，然后淬入冷水中得到碎璃體，再研磨成5 μ m改性玻璃體粉末；(3)將上述鋪置好的玻璃顆粒連同耐火材料置于電阻爐中，溫度制度常溫加熱到 360°C，升溫速率6°C /min ； 360°C加熱到880°C，升溫速率6°C /min ;在8801下保溫2h ;然后從880°C加熱到1380°C，升溫速率6°C /min ;在1380°C下保溫3h，完成核化和晶化過(4)退火將上述晶化后的玻璃以5°C/min的退火降溫速度進(jìn)行退火處理，當(dāng)溫度降至于620°C時(shí)，保持恒溫40分鐘，然后再8°C /min速率升溫到870°C，然后再以6°C /min速率繼續(xù)降溫，當(dāng)溫度降至于300°C時(shí)，再自然冷卻到室溫；(5)按照要求的尺寸切割成 板塊，研磨拋光、修邊。
性能測試抗折強(qiáng)度測試采用MC009-wdsl0M型電子萬能材料性能試驗(yàn)機(jī)利用三點(diǎn)彎曲法測定樣品的抗折強(qiáng)度，取6個(gè)條狀樣品(9mmX7mmX85mm)進(jìn)行測試，計(jì)算抗折強(qiáng)度，最后求平均值。
顯微硬度測定用HXD-1000數(shù)字顯微硬度測試儀測定樣品的硬度，每個(gè)樣品測三個(gè)點(diǎn)，用平均值表示其顯微硬度，共測三個(gè)樣品，最后計(jì)算三個(gè)樣品的顯微硬度的平均值。
耐水性能測試采用粉末浸泡失重法進(jìn)行測定(DTN12116)，將樣品粉碎，取40目下、60目上微晶玻璃粉2克，于50ml容量瓶中，加水至刻度，在98 ± O. 5 °C溫度下保溫60分鐘，測定其IOOcm2的失重率(mg/100cm2)。
測試結(jié)果1、樣品外觀質(zhì)量表面致密，無氣孔等缺陷，拋光后表面光亮。
2、機(jī)械性能平均抗折強(qiáng)度89. 5MPa,平均顯微硬度893. 5kgf/mm2。
3、耐水解等級(jí)1級(jí)，失重率為0. 285mg/100cm2。
權(quán)利要求
1.一種以高嶺石為主料的微晶玻璃，其特征在于它是由下述重量份的原料組成 高嶺石53-60、煤矸石15-20、鉀長石12-15、氟化鈣7_10、氧化鋁6_8、氟化鎂5_7、碳酸鈣5-7、氧化鋅5-7、氧化鈣3. 5-4、氧化鋰2. 4_3、氧化硼2. 5_3、木炭2-2. 6、草木灰2-3. 5、樹木灰2. 5-3、碳酸鈉3-4、氧化鈉1-2、氧化鎂1-3、氧化鉀2. 1_3、石英砂0. 8_1、二氧化鈦0. 6-0. 8、三氧化二銻 0. 5-0. 7、二氧化鈰 0. 1-0. 16。
2.一種如權(quán)利要求1所述的以高嶺石為主料的微晶玻璃的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)將上述重量份的原料混合加入到玻璃熔爐內(nèi)，在1550-1600°C的高溫下熔融成均勻的玻璃體； (2)將上述玻璃體直接投入水中，冷淬成玻璃顆粒，然后研成20-25Mm粉末，加入其重量25-30%的改性玻璃體粉末，混合均勻烘干，并平鋪于帶有樹木灰隔離層的耐火材料的水平面上，鋪置厚度為20-30mm ； 所述的改性玻璃體粉末的制備方法為將重量份為10-20的草木灰、重量份為50-60的石英砂、重量份為15-20的凹凸棒土、重量份為30-32的硅石粉，混合加入玻璃熔爐中，加熱到1550-1600°C的高溫下，熔煉2-3小時(shí)，再降至1400_1450°C下澄清1. 5_2小時(shí)，制得玻璃液，然后淬入冷水中得到碎璃體，再研磨成3-5 u m改性玻璃體粉末； (3)將上述鋪置好的玻璃顆粒連同耐火材料置于電阻爐中，溫度制度常溫加熱到300-360°C，升溫速率 6°C /min ;300-360°C加熱到 780_880°C，升溫速率 6°C /min ;在780-880°C下保溫l_2h ;然后從880°C加熱到1380°C，升溫速率6°C /min ;在1380°C下保溫2_3h,完成核化和晶化過程； (4)退火將上述晶化后的玻璃以3-5°C/min的退火降溫速度進(jìn)行退火處理，當(dāng)溫度降至于550-620°C時(shí)，保持恒溫30-40分鐘，然后再6_8°C /min速率升溫到820_870°C，然后再以5-7°C /min速率繼續(xù)降溫，當(dāng)溫度降至于280_350°C時(shí)，再自然冷卻到室溫； (5)按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以高嶺石為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成高嶺石53-60、煤矸石15-20、鉀長石12-15、氟化鈣7-10、氧化鋁6-8、氟化鎂5-7、碳酸鈣5-7、氧化鋅5-7、氧化鈣3.5-4、氧化鋰2.4-3、氧化硼2.5-3、木炭2-2.6、草木灰2-3.5、樹木灰2.5-3、碳酸鈉3-4、氧化鈉1-2、氧化鎂1-3、氧化鉀2.1-3、石英砂0.8-1、二氧化鈦0.6-0.8、三氧化二銻0.5-0.7、二氧化鈰0.1-0.16。本發(fā)明生產(chǎn)的微晶玻璃平面度好、機(jī)械強(qiáng)度高、硬度大、具有良好的抗熱性、抗彎曲強(qiáng)度、耐腐蝕性和耐磨性，產(chǎn)品可制成各類管材、板材，可廣泛應(yīng)用于建筑上的耐磨耐腐蝕材料、建筑裝飾材料。
文檔編號(hào)C03C10/00GK103030289SQ20121051537
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者毛慶云 申請人:毛慶云