專利名稱：一種以石灰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，尤其涉及一種以石灰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(lái)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(guò)過(guò)程中無(wú)污染，產(chǎn)品本身無(wú)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(wú)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(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種以石灰為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成
石灰56-62、礦渣15-20、二氧化硅22-25、氧化鈣10-12、氟化鈣6-8、氟化鎂5-8、石骨3_4、食鹽4_5、純喊4. 5_5、氧化續(xù)2-3. 2、滑石粉2_4、木炭2_3、氧化砸2_3、氧化納1. 5-2、氧化鋒3-5、樹木灰1_3、砸砂2-4、氧化鐘2-3、氧化裡2-2. 4、草木灰2-3、_■氧化欽O. 6-0. 8、三氧化二銻O. 7-1、四硼酸納O. 1-0. 2、二氧化鋯O. 2-0. 4 ；
一種以石灰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1500-1600°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18-22%的改性玻璃體粉末，混合均勻烘干，并平鋪于帶有滑石粉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的煤矸石，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 3°C /min ;300-360°C加熱到 780-800°C，升溫速率 8°C /min ;在780-800°C下保溫l_2h ;然后從800°C加熱到1380°C，升溫速率8°C /min ;在1380°C下保溫2_3h,完成核化和晶化過(guò)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550-600°C時(shí)，保持恒溫30-40分鐘，然后再5_8°C /min速率升溫到820_850°C，然后再以4-7°C /min速率繼續(xù)降溫，當(dāng)溫度降至于250-300°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。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)施例方式
實(shí)施例1
一種以石灰為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份(公斤)的原料組成
石灰62、礦洛15、二氧化娃25、氧化I丐12、氟化|丐8、氟化鎂8、石膏4、食鹽4、純堿4. 5、氧化鎂3. 2、滑石粉4、木炭3、氧化硼3、氧化鈉1. 5、氧化鋅3-5、樹木灰3、硼砂4、氧化鉀3、氧化鋰2. 4、草木灰3、二氧化鈦O. 8、三氧化二銻O. 7、四硼酸納O. 2、二氧化鋯O. 4 ；
一種以石灰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22%的改性玻璃體粉末，混合均勻烘干，并平鋪于帶有滑石粉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50的石英砂、重量份為15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3°C /min ;360°C加熱到800°C，升溫速率8°C /min ;在8001下保溫2h ；然后從800°C加熱到1380°C，升溫速率8°C /min ;在1380°C下保溫2h，完成核化和晶化過(guò)程;
(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600°C時(shí)，保持恒溫40分鐘，然后再8°C /min速率升溫到850°C，然后再以7°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(cè)試
抗折強(qiáng)度測(cè)試采用MC009-wdsl0M型電子萬(wàn)能材料性能試驗(yàn)機(jī)利用三點(diǎn)彎曲法測(cè)定樣品的抗折強(qiáng)度，取6個(gè)條狀樣品(9mmX7mmX85mm)進(jìn)行測(cè)試，計(jì)算抗折強(qiáng)度，最后求平均值。顯微硬度測(cè)定用HXD-1000數(shù)字顯微硬度測(cè)試儀測(cè)定樣品的硬度，每個(gè)樣品測(cè)三個(gè)點(diǎn)，用平均值表示其顯微硬度，共測(cè)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(cè)試采用粉末浸泡失重法進(jìn)行測(cè)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(cè)定其IOOcm2的失重率(mg/100cm2)。

測(cè)試結(jié)果1、樣品外觀質(zhì)量表面致密，無(wú)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. 9MPa,平均顯微硬度893. 9kgf/mm2。3、耐水解等級(jí)1級(jí)，失重率為0. 285mg/100cm2。
權(quán)利要求
1.一種以石灰為主料的微晶玻璃，其特征在于它是由下述重量份的原料組成 石灰56-62、礦渣15-20、二氧化硅22-25、氧化鈣10-12、氟化鈣6-8、氟化鎂5-8、石骨3_4、食鹽4_5、純喊4. 5_5、氧化續(xù)2-3. 2、滑石粉2_4、木炭2_3、氧化砸2_3、氧化納1.5-2、氧化鋒3-5、樹木灰1_3、砸砂2-4、氧化鐘2-3、氧化裡2-2. 4、草木灰2-3、_■氧化欽0. 6-0. 8、三氧化二銻0. 7-1、四硼酸納0. 1-0. 2、二氧化鋯0. 2-0. 4。
2.一種如權(quán)利要求1所述的以石灰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1500-1600°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18-22%的改性玻璃體粉末，混合均勻烘干，并平鋪于帶有滑石粉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的煤矸石，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 3°C /min ;300-360°C加熱到 780-800°C，升溫速率 8°C /min ;在780-800°C下保溫l_2h ;然后從800°C加熱到1380°C，升溫速率8°C /min ;在1380°C下保溫2_3h,完成核化和晶化過(guò)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550-600°C時(shí)，保持恒溫30-40分鐘，然后再5_8°C /min速率升溫到820_850°C，然后再以4-7°C /min速率繼續(xù)降溫，當(dāng)溫度降至于250-300°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。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以石灰為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成石灰56-62、礦渣15-20、二氧化硅22-25、氧化鈣10-12、氟化鈣6-8、氟化鎂5-8、石膏3-4、食鹽4-5、純堿4.5-5、氧化鎂2-3.2、滑石粉2-4、木炭2-3、氧化硼2-3、氧化鈉1.5-2、氧化鋅3-5、樹木灰1-3、硼砂2-4、氧化鉀2-3、氧化鋰2-2.4、草木灰2-3、二氧化鈦0.6-0.8、三氧化二銻0.7-1、四硼酸納0.1-0.2、二氧化鋯0.2-0.4；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)C03C10/00GK103030279SQ201210515250
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:毛慶云