專利名稱：適合全電熔化的乳白玻璃陶瓷及其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及玻璃加工領域，具體地說是涉及乳白色的玻璃陶瓷材料及其制備工藝。
背景技術：
玻璃陶瓷(glass-ceramics ；pyzoceram ；microcrystalline glass)又禾爾微晶玻璃，是經過高溫融化、成型、熱處理而制成的一類晶相與玻璃相結合的復合材料。乳白色的玻璃陶瓷材料是以螢石，氟硅酸鈉等為乳濁劑，高溫條件下乳濁劑完全溶解，冷卻時析出NaF，CaF晶粒，NaF，CaF晶粒與基體玻璃折射率不同而使光線產生散射現象。NaF，CaF晶粒大小不同，不同粒子因其散射光的重疊而產生一種白色散射，使玻璃陶瓷制品呈現乳白色。國內火焰法生產玻璃陶瓷的工藝已經相當成熟，但是用火焰爐生產熱效率底，能耗大，同時有大量氟揮發(fā)掉，使環(huán)境嚴重污染，雖然可以采用氟回收系統(tǒng)達到廢氣排放標準，但是原料耗損大、不經濟。而采用全電熔法制備工藝雖可節(jié)能減排，原料的揮發(fā)量也極大的減少，降低了成本也解決環(huán)境污染問題，但是當前的全電熔法制備工藝仍然存在熔制溫度需求偏高，耗能較大，所制備的玻璃陶瓷性能偏弱，抗沖擊能力不足，無法滿足日益提高的使用需求的缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供乳白色的仿瓷或仿玉兩種質感的玻璃陶瓷，其具備較突出的理化性能，還提供能生產出該高性能乳白色的玻璃陶瓷的相應制備工藝，以解決火焰法和現有全電熔法生產乳白玻璃陶瓷工藝的缺陷，節(jié)約能源及礦物資源，降低成本，減輕環(huán)境污染，提高玻璃陶瓷的成品品質。本發(fā)明所提供的適合全電熔化的乳白玻璃陶瓷，質地堅硬，耐腐蝕，可抗機械沖擊和急熱急冷變化，含有以百分數表示的下述各組分SiA 67-74%, Na2O 8. 0-12%, K2O 0. 3-2. 5%, Al2O3 6-9%, B2O3 3-5%, CaO 0. 3-2%, ZnO 0. 3-2%, BaO 0. 5-2. 5%, MgO 0. 3-2%, F 2. 5-4. 8%，Li2O 0. 5-2%，其經由下述制備步驟獲得
(1)、稱取下列重量份數的原料氧化鋁粉4-9份，碳酸鋇0.5-3份，碳酸鈣0. 15-3. 5 份，螢石0. 5-3份，白云石0. 5-4份，硝酸鉀0. 5-5份，氧化鎂0. 3-2份，五水硼砂5_11份， 純堿5-10份，氟硅酸鈉3. 5-9份，鈉長石7-20份，硝酸鈉1_5份，石英砂50-70份，氧化鋅 0. 25-2份，碳酸鋰1-5份，將上述配比的原料混合成配合料；
(2)、將上述配合料放進電熔爐中，溫度1320-1520°C條件下全電熔化為玻璃液；
(3)、熔制好的玻璃液調整好溫度后，采用壓制或者離心方法在模具中成型；
(4)、成型后的產品放入退火窯中，溫度530-620°C條件下退火60分鐘以上；
(5)、退火后進行鋼化處理。本發(fā)明所提供的適合全電熔化的乳白玻璃陶瓷材料，外觀光潔無瑕，性能穩(wěn)定，化學均勻性和熱穩(wěn)定性更好，其性能優(yōu)于現有乳白玻璃陶瓷，質地堅硬可急冷急熱、耐腐蝕 、抗機械沖擊、適合微波強力穿透和機械洗滌，其熱膨脹系數可達到<79X10_7，接近高硼硅玻璃制品，莫氏硬度可以達到6. 8以上，耐熱急變性的最低極限值大于135°C，耐酸堿性達到I級標準，耐水性達到I級標準，其主要性能指標均達到國際、國內一流水平。本發(fā)明還提供了適合全電熔化的乳白玻璃陶瓷的制備工藝，依次進行下述步驟
(1)、稱取下列重量份數的原料氧化鋁粉4-9份，碳酸鋇0.5-3份，碳酸鈣0. 15-3. 5 份，螢石0. 5-3份，白云石0. 5-4份，硝酸鉀0. 5-5份，氧化鎂0. 3-2份，五水硼砂5_11份， 純堿5-10份，氟硅酸鈉3. 5-9份，鈉長石7-20份，硝酸鈉1_5份，石英砂50-70份，氧化鋅 0. 25-2份，碳酸鋰1-5份，將上述配比的原料混合成配合料；
(2)、將上述配合料放進電熔爐中，溫度1320-1520°C條件下全電熔化為玻璃液；
(3)、熔制好的玻璃液調整好溫度后，采用壓制或者離心方法在模具中成型；
(4)、成型后的產品放入退火窯中，溫度530-620°C條件下退火60分鐘以上；
(5)、退火后進行鋼化處理。本發(fā)明的乳白玻璃陶瓷制備工藝提供改進的配合料原料配比，其中長石粉、五水硼砂、純堿以及石英砂作為基料，螢石和氟硅酸鈉作為乳濁劑使用，其余原料均為輔料。原料粒度可合理控制在一定范圍之內，除粉末狀的原料之外，一般大粒度的原料可先行在粉碎機中粉碎，控制其粒度直徑在10-50mm，以20_40mm為佳，配合料的稱量精度是靜態(tài)精度等于或者高于1/1000，動態(tài)精度保持在1/200-1/500范圍之間。在上述配合料的配比范圍之內，本發(fā)明的乳白玻璃陶瓷制備工藝通過調整螢石和氟硅酸鈉的用量，來控制玻璃的乳白程度用量多則NaF，CaF晶粒數量多，乳濁效果好，給人以瓷感；相反給人以玉感。在上述配合料的配比范圍之內，本發(fā)明的乳白玻璃陶瓷制備工藝通過調整輔料和乳濁劑的用量，改善玻璃液對耐火材料的腐蝕。在上述配合料的配比范圍之內，本發(fā)明的乳白玻璃陶瓷制備工藝通過調整碳酸鈣、螢石、氧化鎂以及白云石這四種原料相互之間的配比份數，來調整玻璃液的長短料性和黏性，以滿足不同產品的成型需求。本乳白玻璃陶瓷制備工藝在溫度1320-1520°C便可以制備出高質量的玻璃液，且料溫穩(wěn)定、料液穩(wěn)定性好、能減少熔制時表層玻璃在成分上與其下面的深層玻璃的差異， 能提供均勻、澄清、穩(wěn)定高質量的玻璃液，并且具有生產熱效率高，大大節(jié)約能耗，生產中廢氣排放量可以減少到70%以上，生產成本低于同類產品的50%，易揮發(fā)組分的揮發(fā)量如氟化物等可由傳統(tǒng)火焰熔化工藝的揮發(fā)量40%以上降低到m以下，并且后續(xù)采用的壓制或離心、退火及鋼化處理能使成型后的乳白玻璃陶瓷具有優(yōu)良的理化性能。本發(fā)明的乳白玻璃陶瓷制備工藝的優(yōu)選方案是混合后的配合料均勻度大于或等于95%，水分含量3-7%，溫度大于或等于36°C，在原先的優(yōu)勢基礎之上提供助熔效果，在 1320-1400 0C便熔制出理想和優(yōu)秀的玻璃液。下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
具體實施例方式制備例一稱取下列重量份數的原料氧化鋁粉4. 4份，碳酸鋇1. 8份，碳酸鈣0. 15份，螢石0. 5 份，硝酸鉀4. 2份，氧化鎂1. 4份，五水硼砂6. 5份，純堿8. 3份，氟硅酸鈉3. 9份，鈉長石7 份，硝酸鈉2份，石英砂56. 2份，氧化鋅1. 1份，碳酸鋰2. 8份，白云石0. 5份，將上述配比的原料混合成配合料，將此配合料混合均勻，均勻度等于95%，水分含量3%，溫度等于36°C， 然后投入到電熔爐加熱熔化，熔爐最高溫度1380°C，配合料中各組分充分熔化、均化、澄清后，玻璃液經流液洞-上升道(分配池)_料道-料盆，玻璃液在溫度1100°C條件下采用壓制成型，然后在退火窯中585°C退火60分鐘，送入鋼化爐中進行烘烤鋼化，對其外觀和理化性能進行評估。
制備例二
稱取下列重量份數的原料氧化鋁粉4. 2份，碳酸鋇1. 4份，碳酸鈣0. 5份，螢石1份， 硝酸鉀2. 2份，氧化鎂0. 4份，五水硼砂8. 7份，純堿7. 6份，氟硅酸鈉4. 7份，鈉長石17. 1 份，硝酸鈉2. 1份，石英砂56. 8份，氧化鋅0. 6份，碳酸鋰2. 6份，白云石0. 9份，將上述配比的原料混合成配合料，將此配合料混合均勻，然后投入到電熔爐加熱熔化，熔爐最高溫度 1400°C，配合料中各組分充分熔化、均化、澄清后，玻璃液經流液洞-上升道(分配池)_料道-料盆，玻璃液在溫度1200°C條件下采用離心成型，然后在退火窯中590°C退火65分鐘， 送入鋼化爐中進行烘烤鋼化，對其外觀和理化性能進行評估。
制備例三
稱取下列重量份數的原料氧化鋁粉4. 6份，碳酸鋇1. 3份，碳酸鈣0. 4份，螢石0. 6份， 鈉長石18. 2份，硝酸鉀0. 8份，氧化鎂0. 7份，五水硼砂9. 8份，純堿5. 9份，氟硅酸鈉6份， 硝酸鈉4份，石英砂55. 6份，氧化鋅0. 9份，碳酸鋰2. 3份，白云石0. 6份，將上述配比的原料混合成配合料，將此配合料混合均勻，均勻度等于95%，水分含量7%，溫度等于38°C，然后投入到電熔爐加熱熔化，熔爐最高溫度1520°C，配合料中各組分充分熔化、均化、澄清后， 玻璃液經流液洞-上升道(分配池)-料道-料盆，玻璃液在溫度1280°C條件下采用離心成型，然后在退火窯中620°C退火70分鐘，送入鋼化爐中進行烘烤鋼化，對其外觀和理化性能進行評估。 以上制備例1、2、3得到的乳白玻璃陶瓷的各項指標如下表CN 102531397 A
權利要求
1.一種適合全電熔化的乳白玻璃陶瓷，質地堅硬，耐腐蝕，可抗機械沖擊和熱膨脹，含有以百分數表示的下述各組分SiA 67-74%, Na2O 8. 0-12%, K2O 0. 3-2. 5%, Al2O3 6-9%, B2O3 3-5%, CaO 0. 3-2%, ZnO 0. 3-2%, BaO 0. 5-2. 5%, MgO 0. 3-2%, F 2. 5-4. 8%, Li2O 0. 5-2%,其經由下述制備步驟獲得(1)、稱取下列重量份數的原料氧化鋁粉4-9份，碳酸鋇0.5-3份，碳酸鈣0. 15-3. 5 份，螢石0. 5-3份，白云石0. 5-4份，硝酸鉀0. 5-5份，氧化鎂0. 3-2份，五水硼砂5_11份， 純堿5-10份，氟硅酸鈉3. 5-9份，鈉長石7-20份，硝酸鈉1_5份，石英砂50-70份，氧化鋅 0. 25-2份，碳酸鋰1-5份，將上述配比的原料混合成配合料；(2)、將上述配合料放進電熔爐中，溫度1320-1520°C條件下全電熔化為玻璃液；(3)、熔制好的玻璃液調整好溫度后，采用壓制或者離心方法在模具中成型；(4)、成型后的產品放入退火窯中，溫度530-620°C條件下退火60分鐘以上；(5)、退火后進行鋼化處理。
2.一種適合全電熔化的乳白玻璃陶瓷的制備工藝，依次進行下述步驟(1)、稱取下列重量份數的原料氧化鋁粉4-9份，碳酸鋇0.5-3份，碳酸鈣0. 15-3. 5 份，螢石0. 5-3份，白云石0. 5-4份，硝酸鉀0. 5-5份，氧化鎂0. 3-2份，五水硼砂5_11份， 純堿5-10份，氟硅酸鈉3. 5-9份，鈉長石7-20份，硝酸鈉1_5份，石英砂50-70份，氧化鋅 0. 25-2份，碳酸鋰1-5份，將上述配比的原料混合成配合料；(2)、將上述配合料放進電熔爐中，溫度1320-1520°C條件下全電熔化為玻璃液；(3)、熔制好的玻璃液調整好溫度后，采用壓制或者離心方法在模具中成型；(4)、成型后的產品放入退火窯中，溫度530-620°C條件下退火60分鐘以上；(5)、退火后進行鋼化處理。
3.根據權利要求2所述適合全電熔化的乳白玻璃陶瓷的制備工藝，混合后的配合料均勻度大于或等于95%，水分含量3-7%，溫度大于或等于36°C。
全文摘要
本發(fā)明提供乳白色的玻璃陶瓷材料及其制備工藝，含有下述各組分SiO267-74%,Na2O8.0-12%,K2O0.3-2.5%,Al2O36-9%,B2O33-5%,CaO0.3-2%,ZnO0.3-2%,BaO0.5-2.5%，MgO0.3-2%，F2.5-4.8%，Li2O0.5-2%，其經由下述制備步驟獲得(1)稱取下列重量份數的原料氧化鋁粉4-9份，碳酸鋇0.5-3份，碳酸鈣0.15-3.5份，螢石0.5-3份，白云石0.5-4份，硝酸鉀0.5-5份，氧化鎂0.3-2份，五水硼砂5-11份，純堿5-10份，氟硅酸鈉3.5-9份，鈉長石7-20份，硝酸鈉1-5份，石英砂50-70份，氧化鋅0.25-2份，碳酸鋰1-5份，將上述配比的原料混合成配合料；(2)將上述配合料放進電熔爐中，溫度1320-1520℃條件下全電熔化為玻璃液；(3)熔制好的玻璃液調整好溫度后，采用壓制或者離心方法在模具中成型；(4)成型后的產品放入退火窯中，溫度530-620℃條件下退火60分鐘以上。(5)退火后進行鋼化處理。
文檔編號C03C10/16GK102531397SQ20121000607
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權日2012年1月11日
發(fā)明者潘山林, 王來鋼, 胡韶東 申請人:溫州市匯順達工貿有限公司