一種玉石狀微晶玻璃的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種玉石狀微晶玻璃的制備方法，包括如下步驟：將原料稱重后混合獲得基礎(chǔ)料；將基礎(chǔ)料在1380℃～1450℃下熔化16h～20h，獲得玻璃液；將玻璃液降溫至1200℃～1250℃澄清后，繼續(xù)降溫至1000℃～1050℃并保溫10min～1h，獲得半成品玻璃料；將半成品玻璃料倒入模具中在550℃～650℃下保溫3h～12h，再經(jīng)過4h～14h升溫至780℃～840℃后保溫3h～10h進行晶化處理，接著勻速退火即制得玉石狀微晶玻璃。本發(fā)明提供的方法操作簡單，可制得具有天然玉石紋理，呈現(xiàn)半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感的玉石狀微晶玻璃；制得的玉石狀微晶玻璃韌性好、強度高、吸水率低、無輻射，可切削雕刻，應(yīng)用于室內(nèi)外裝飾，工藝品、家具、器皿制作等。
【專利說明】—種玉石狀微晶玻璃的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及玻璃-陶瓷領(lǐng)域，特別涉及一種玉石狀微晶玻璃的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，人們生活水平隨之提高，對高檔建材的需求日益擴大，特別是對無輻射高檔石材的替代產(chǎn)品需求更為迫切，但國內(nèi)的高檔石材的替代產(chǎn)品脆性大，不容易加工成型，導致很多高檔石材需要從國外進口，成本大為提升。
[0003]微晶玻璃又稱為陶瓷玻璃，具有玻璃和陶瓷的雙重特性，微晶玻璃由晶體組成，其原子排列有規(guī)律，因此，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，而又比玻璃韌性強。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優(yōu)點，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、微波爐耐熱裂器皿、化工與防腐材料和礦山耐磨材料等，成為理想的高檔石材的替代產(chǎn)品。
[0004]目前成熟的微晶玻璃的生產(chǎn)方法制得的微晶玻璃均存在著色調(diào)單一、沒有紋理；表面氣孔率高、耐用性差；脆性大、不容易加工成型等缺點，導致微晶玻璃利用空間小，市場占有率低，嚴重抑制了微晶玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種韌性好、強度高的玉石狀微晶玻璃的玉石狀微晶玻璃的制備方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的玉石狀微晶玻璃的制備方法包括如下步驟:
[0007]1)將原料稱重后混合犾得基礎(chǔ)料；
[0008]2)將步驟1)中得到的基礎(chǔ)料在1380°C~1450°C下熔化16h~20h，獲得玻璃液，所述基礎(chǔ)料在上述溫度下熔化可有效保證充分溶化，降低玻璃液中的氣泡率，從而降低玉石狀微晶玻璃的表面氣孔率；
[0009]3)將步驟2)中得到的玻璃液降溫至1200°C~1250°C澄清后，繼續(xù)降溫至1000°C~1050°C并保溫lOmin~lh h，獲得半成品玻璃料，本步驟有利于降低玉石狀微晶玻璃的表面氣孔率，本步驟中保溫lOmin~lh的過程可通過人工挑料、烤料的方法實現(xiàn)，即玻璃液繼續(xù)降溫至1000°C~1050°C時，人工將玻璃液取出并對取出的玻璃液在1000°C~1050°C下烤料處理lOmin~lh ；
[0010]4)將步驟3)中得到的半成品玻璃料倒入模具中在550°C~650°C下保溫3h~12h，再經(jīng)過4h~14h升溫至780°C~840°C后保溫3h~10h進行晶化處理，接著勻速退火即制得玉石狀微晶玻璃，經(jīng)過上述熱處理后能進一步減少玉石狀微晶玻璃的表面氣孔率，有效提高玉石狀微晶玻璃的韌性和強度，增強加工成型性能。本發(fā)明制得的玉石狀微晶玻璃的主要晶相為Na4~ 3K2~ 3Ca5 (Si12 030)F4,這種晶相呈板條狀，大大提高了玉石狀微晶玻璃的韌性及抗折抗壓強度，且易于加工切割。
[0011]優(yōu)選地，所述玉石狀微晶玻璃按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅55%~65%,氧化鉀5%~15%，氧化鈣13%~20%，氟化鈣10%~15%，氧化鋁2%~8%，氧化鋅4%~10%，三氧化硒0.5%~1.5%，硫化鎘1%~2%，余量為氧化鈉，該成分配比的玉石狀微晶玻璃觀感呈現(xiàn)紅色半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感。
[0012]二氧化硅賦予微晶玻璃良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，能提高微晶玻璃的強度，降低微晶玻璃的膨脹系數(shù)，但隨著含量增大，會導致玻璃液的粘度增大，微晶玻璃的熔制溫度升高，因此二氧化硅的含量設(shè)定為:二氧化硅50%~65%。
[0013]氧化鉀為良好的助溶劑，能提高微晶玻璃的光澤度，促進玻璃液的熔化和澄清，還能降低玻璃液的粘度，因此氧化鉀的含量設(shè)定為:氧化鉀5%~15%。
[0014]氧化鈣能降低玻璃液的高溫粘度，促進玻璃液的熔化和澄清，增加微晶玻璃的化學穩(wěn)定性、機械強度和硬度，因此氧化鈣的含量設(shè)定為:氧化鈣13%~20%。
[0015]氟化鈣為微晶玻璃提供氟的來源，氟是一種優(yōu)良的乳濁劑，氟含量過高時微晶玻璃的化學穩(wěn)定性降低，易失透，因引氟化鈣的含量設(shè)定為:氟化鈣10%~15%。
[0016]氧化鋁能夠降低微晶玻璃的析晶傾向，提高化學穩(wěn)定性和機械強度及硬度，改善熱穩(wěn)定性，降低電絕緣性，但隨著氧化鋁含量的提升，會導致微晶玻璃表面產(chǎn)生條紋，并會提高玻璃液的粘度，使熔化和澄清發(fā)生困難，反而增加析晶傾向，因此氧化鋁的含量設(shè)定為:氧化招2%~8%。
[0017]氧化鋅能提高微晶玻璃的化學穩(wěn)定性，降低微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)，但隨著氧化鋅含量的增加，會增大微晶玻璃析晶傾向，因此氧化鋅的含量設(shè)定為:氧化鋅4%~10%。
[0018]三氧化硒和硫化鎘作為色劑而存在，能促進微晶玻璃形成玉石狀紋理，觀感和觸感更接近天然玉石，因此兩者的含量設(shè)定為:三氧化硒0.5%~1.5%，硫化鎘1%~2%。
[0019]氧化鈉能降低玻璃液的粘度，促進玻璃液的熔化和澄清，因此微晶玻璃剩余的成分設(shè)定為氧化鈉。
[0020]更優(yōu)選地，所述步驟1)中選擇石英砂、純堿、碳酸鉀、方解石、螢石、氧化鋁、氧化鋅、三氧化硒、鎘黃作為原料提供玉石狀微晶玻璃的成分組成。
[0021]本發(fā)明提供的方法操作簡單，可制得具有天然玉石紋理，呈現(xiàn)半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感的玉石狀微晶玻璃；制得的玉石狀微晶玻璃韌性好、強度高、吸水率低、無輻射，可切削雕刻，應(yīng)用于室內(nèi)外裝飾，工藝品、家具、器皿制作等。
【具體實施方式】
[0022]為使發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0023]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。 [0024]實施例1
[0025]選用石英砂57份、純堿14份、碳酸鉀20份、方解石25份、螢石14份、氧化鋁2份、氧化鋅4份、三氧化硒0.6份、鎘黃1.2份為原料，混合后獲得基礎(chǔ)料；將基礎(chǔ)料在1400°C下熔化18h，獲得玻璃液；將玻璃液降溫至1200°C澄清后，繼續(xù)降溫至1020°C并保溫lOmin，獲得紅色半成品玻璃料；將半成品玻璃料在600°C下保溫3h，再經(jīng)過4h均勻升溫至820°C后保溫3h進行晶化處理，接著勻速退火即制得玉石狀微晶玻璃。
[0026]本實施例制得的玉石狀微晶玻璃的體積密度為3.0g/cm3,抗折強度為80MPa，抗壓強度為800MPa，莫氏硬度為7.0，沖擊韌性為5.5kj/cm3，具有天然玉石紋理，呈現(xiàn)紅色半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感。
[0027]實施例2
[0028]選用石英砂54份、純堿16份、碳酸鉀18份、方解石25份、螢石16份、氧化鋁3份、氧化鋅6份、三氧化硒0.8份、鎘黃1.2份為原料，混合后獲得基礎(chǔ)料；將基礎(chǔ)料在1380°C下熔化24h，獲得玻璃液；將玻璃液降溫至1220°C澄清后，繼續(xù)降溫至1000°C并保溫lh，獲得紅色半成品玻璃料；將半成品玻璃料在550°C下保溫5h，再經(jīng)過8h均勻升溫至800°C后保溫6h進行晶化處理，接著勻速退火即制得玉石狀微晶玻璃。
[0029]本實施例制得的玉石狀微晶玻璃的體積密度為3.0g/cm3,抗折強度為75MPa，抗壓強度為750MPa，莫氏硬度為6.5，沖擊韌性為5.2kj/cm3，具有天然玉石紋理，呈現(xiàn)紅色半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感。
[0030]實施例3
[0031]選用石英砂60份、純堿12份、碳酸鉀24份、方解石20份、螢石18份、氧化鋁8份、氧化鋅10份、三氧化硒0.5份、鎘黃1.0份為原料，混合后獲得基礎(chǔ)料；將基礎(chǔ)料在1420°c下熔化20h，獲得玻璃液；將玻璃液降溫至1250°C澄清后，繼續(xù)降溫至1050°C并保溫40min，獲得紅色半成品玻璃料；將半成品玻璃料在580°C下保溫4h，再經(jīng)過6h均勻升溫至780V后保溫4h進行晶化處理，接著勻速退火即制得玉石狀微晶玻璃。
[0032]本實施例制得的玉石狀微晶玻璃的體積密度為2.9g/cm3,抗折強度為70MPa，抗壓強度為700MPa，莫氏硬度為6.8，沖擊韌性為6.0kj/cm3，具有天然玉石紋理，呈現(xiàn)紅色半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感。
[0033]實施例4
[0034]選用石英砂62份、純堿18份、碳酸鉀16份、方解石22份、螢石14份、氧化鋁4份、氧化鋅8份、三氧化硒1.3份、鎘黃2.0份為原料，混合后獲得基礎(chǔ)料；將基礎(chǔ)料在1450°C下熔化16h，獲得玻璃液；將玻璃液降溫至1230°C澄清后，繼續(xù)降溫至1030°C并保溫20min，獲得紅色半成品玻璃料；將半成品玻璃料在560°C下保溫10h，再經(jīng)過12h均勻升溫至840°C后保溫10h進行晶化處理，接著勻速退火即制得玉石狀微晶玻璃。
[0035]本實施例制得的玉石狀微晶玻璃的體積密度為3.0g/cm3,抗折強度為78MPa，抗壓強度為650MPa，莫氏硬度為7.5，沖擊韌性為5.4kj/cm3，具有天然玉石紋理，呈現(xiàn)紅色半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感。
[0036]雖然本發(fā)明是結(jié)合以上實施例進行描述的，但本發(fā)明并不被限定于上述實施例，而只受所附權(quán)利要求的限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易地對其進行修改和變化，但并不離開本發(fā)明的實質(zhì)構(gòu)思和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種玉石狀微晶玻璃的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:1)將原料稱重后混合獲得基礎(chǔ)料；2)將步驟1)中得到的基礎(chǔ)料在1380°C~1450°C下熔化16h~20h，獲得玻璃液；3)將步驟2)中得到的玻璃液降溫至1200°C~1250°C澄清后，繼續(xù)降溫至1000°C~1050°C并保溫lOmin~lh，獲得半成品玻璃料；4)將步驟3)中得到的半成品玻璃料倒入模具中在550°C~650°C下保溫3h~12h，再經(jīng)過4h~14h升溫至780V~840°C后保溫3h~10h進行晶化處理，接著勻速退火即制得玉石狀微晶玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉石狀微晶玻璃的制備方法，其特征在于，所述玉石狀微晶玻璃按重量百分比計包括如下成分:二氧化娃55%~65%,氧化鉀5%~15%,氧化|丐13%~20%,氟化鈣10%~15%，氧化鋁2%~8%，氧化鋅4%~10%，三氧化硒0.5%~1.5%，硫化鎘1%~2%，余量為氧化鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玉石狀微晶玻璃的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中選擇石英砂、純堿、碳酸鉀、方解石、螢石、氧化鋁、氧化鋅、三氧化硒、鎘黃作為原料提供玉石狀微晶玻璃的成分組成。
【文檔編號】C03C10/16GK103641315SQ201310655747
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】魏高恒, 高國良 申請人:遼寧紅山玉科技有限公司