本發(fā)明涉及一種玻璃器皿配方，具體涉及一種耐熱微晶玻璃器皿配方及其制造工藝；屬于玻璃技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

微晶玻璃(glass-ceramics)又稱微晶玉石或陶瓷玻璃，是國(guó)外開發(fā)出的一種新型建筑材料，學(xué)名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我們常見的玻璃看起來大不相同，它具有玻璃和陶瓷的雙重特性，普通玻璃內(nèi)部的原子排列是沒有規(guī)則的，這是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一樣，由晶體組成，也就是說，它的原子排列是有規(guī)律的，所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強(qiáng)，具有機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性能優(yōu)良、介電損耗少、介電常數(shù)穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)可在很大范圍調(diào)節(jié)、耐化學(xué)腐蝕、耐磨、熱穩(wěn)定性好、使用溫度高等優(yōu)點(diǎn)，受到了市場(chǎng)的熱情追捧。

隨著現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)自身健康的日益重視，重金屬含量較高的的瓷器產(chǎn)品正在逐步被替代，仿瓷器或仿玉質(zhì)感的環(huán)保型微晶玻璃器皿興起，以期替代傳統(tǒng)瓷器器皿等。但是，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的微晶玻璃器皿普遍存在性能不佳，無法達(dá)到歐盟指定的綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，還存在高投入、高成本、高價(jià)格等幾大問題，在國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。

鑒于上述原因，有必要對(duì)微晶玻璃器皿的配方和制造工藝進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種硬度高、耐熱性能好的環(huán)保型微晶玻璃器皿的配方及其制造工藝。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種耐熱微晶玻璃器皿配方，各粉末狀原料的重量百分比組成為：石英砂60～72％、螢石0.5～3.0％、氫氧化鋁3～9％、五水硼砂2～5％、純堿4～13％、碳酸鋇0.5～2％、碳酸鈣0.5～3.0％、氯化鉀0-2.5％、氧化鋅0.3～2.5％、碳酸鎂1～2.5％及氟硅酸鈉2～6％。

優(yōu)選地，前述配方還包括重量百分比為0～25％的碎玻璃，能夠更好地實(shí)現(xiàn)廢物利用并降低能耗。

再優(yōu)選地，前述碎玻璃由玻璃粉碎后過40-120目篩制得。

本發(fā)明還公開了一種采用全電熔化制造耐熱微晶玻璃器皿的工藝，包括如下步驟：

S1、原料粉碎并混合：將權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的配方粉碎后過40-120目篩，按配方用量稱取各原料并投入混料機(jī)中均勻混合，均勻度應(yīng)達(dá)到96％以上；

S2、將步驟S1得到的混合料平鋪在熔爐內(nèi)的玻璃液面上，控制爐溫使混合料熔化、均化、澄清；混合料以自動(dòng)膠料方式平鋪在熔爐內(nèi)的玻璃液面上，由此而形成的配合料冷料毯在組成上相當(dāng)均勻，而且不易分層。根據(jù)冷料層的狀況調(diào)整其厚度，以控制其熔化的速度和降低易揮發(fā)組分的揮發(fā)量，這樣易揮發(fā)組分(如氟化物等)的揮發(fā)量由傳統(tǒng)燃?xì)馊刍に嚨?0％以上降低到新工藝的2％以下，不僅大量節(jié)約了原料成本，而且有效減少了污染物的排放，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保生產(chǎn)，同時(shí)，由于揮發(fā)損失的降低，減少了表層玻璃在成分上與其下面的深層玻璃的差異，玻璃的化學(xué)成分更均勻，性能更穩(wěn)定。

S3、熔化得到的澄清玻璃液，通過壓制和離心成型工藝，配合模具制成一定形狀的產(chǎn)品；

S4、對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行退火，消除產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力；

S5、檢驗(yàn)，合格品包裝后存放至倉(cāng)庫(kù)。

優(yōu)選地，前述步驟S4和步驟S5之間還包括步驟S4’：對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拋光處理，增強(qiáng)產(chǎn)品的表面感官效果。優(yōu)選的拋光處理方式為機(jī)械研磨拋光或火焰拋光。

再優(yōu)選地，前述步驟S2中，熔爐的爐溫為1360～1480℃；使整個(gè)配合料充分進(jìn)行熔化、均化、澄清，以確保玻璃熔化均勻一致，所得的玻璃液中無氣泡。

更優(yōu)選地，前述步驟S3中模具預(yù)熱處理至450～550℃。

進(jìn)一步優(yōu)選地，前述步驟S4中，退火溫度為460～650℃，退火時(shí)間為40～120min。

本發(fā)明的配方以回收的碎玻璃和石英砂為主要原料，經(jīng)過特殊的環(huán)保節(jié)能生產(chǎn)工藝制得環(huán)保型玻璃器皿，稱之為耐熱乳白微晶玻璃。產(chǎn)品完全符合清潔生產(chǎn)的3R原則：即減量化原則(Reduce)、再使用原則(Reuse)和再循環(huán)原則(Recycle)。這是因?yàn)椋旱谝唬a(chǎn)中使用的回收玻璃替代了大量石英砂等地球上不斷枯竭的資源，乳白微晶玻璃對(duì)傳統(tǒng)資源型礦物原料的用量比普通瓷器產(chǎn)品少得多；由于采用新型工藝制度，生產(chǎn)周期短，可大大節(jié)約能耗，生產(chǎn)中二氧化碳等廢氣排放量可減少70％以上，生產(chǎn)成本低于其他同類產(chǎn)品50％，因此符合減量化原則。第二，材料性能優(yōu)于普通瓷器器皿和結(jié)晶高硼硅玻璃制品，它的莫氏硬度可達(dá)6.8以上，重金屬元素析出量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)瓷器器皿，因而更清潔環(huán)保，較好地解決了困擾普通瓷器產(chǎn)品重金屬元素高析出量的難題；因?yàn)檠h(huán)利用，生產(chǎn)成本降低。同時(shí)采用了新型工藝制度，能耗低，因此，這種新型材料使用前景很廣。第三，隨著國(guó)家“十三五”規(guī)劃的穩(wěn)步推進(jìn)，對(duì)生產(chǎn)性企業(yè)節(jié)能減排的指標(biāo)要求越來越高，通過配方與工藝的改進(jìn)降低能源消耗和廢棄物排放迫在眉睫，而該工藝能夠使產(chǎn)品的單位能耗大幅降低50％，有效緩解了節(jié)能降耗減排的壓力；其次，廢舊的乳白微晶玻璃本身也可以回收再循環(huán)利用，而瓷器等其他材料則沒有這種可回收性。

本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明的微晶玻璃配方原料成本低，通過全電熔法生產(chǎn)工藝制得的產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到歐盟最新制定的綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，性能可與康寧和弓箭的乳白玻璃器皿媲美，產(chǎn)品的耐熱急變性＞150℃，莫氏硬度可達(dá)6.8，白度方位為91～94，耐水性達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，有害元素析出量As≤0.1mg/L，Sb≤0.2mg/L，Pb≤0.05mg/L，有望替代傳統(tǒng)瓷器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。

本發(fā)明中無特殊說明，所有原料均為市購(gòu)。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的微晶玻璃器皿配方見表1，制造過程如下：

將所有原料粉碎到40目，均勻混合，然后投入電熱熔爐加熱熔化，最高熔化溫度為1360℃，使配合料中的各組分充分反應(yīng)、熔化、均化、澄清得到合格的玻璃液。玻璃液在預(yù)熱到450℃的模具中經(jīng)離心或壓制成型，機(jī)械手取出后送入連續(xù)式退火爐中退火40min，各溫區(qū)溫度為580℃、550℃、530℃、490℃及460℃，獲得所需的耐熱乳白微晶玻璃。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的微晶玻璃器皿配方見表1，制造過程如下：

將所有原料粉碎到80目，均勻混合，然后投入電熱熔爐加熱熔化，熔化溫度為1420℃，使配合料中的各組分充分反應(yīng)、熔化、均化、澄清得到合格的玻璃液。玻璃液在預(yù)熱到500℃的模具中經(jīng)離心或壓制成型，機(jī)械手取出后送入連續(xù)式退火爐中退火80min，各溫區(qū)溫度為630℃、590℃、560℃、520℃、490℃及460℃，獲得所需的耐熱乳白微晶玻璃。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的微晶玻璃器皿配方見表1，制造過程如下：

將所有原料粉碎到120目，均勻混合，然后投入電熱熔爐加熱熔化，熔化溫度為1480℃，使配合料中的各組分充分反應(yīng)、熔化、均化、澄清得到合格的玻璃液。玻璃液在預(yù)熱到550℃的模具中經(jīng)離心或壓制成型，機(jī)械手取出后送入連續(xù)式退火爐中退火120min，各溫區(qū)溫度為650℃、620℃、580℃、530℃、490℃及460℃，獲得所需的耐熱乳白微晶玻璃。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的微晶玻璃器皿配方見表1，制造過程如下：

將所有原料粉碎到80目，均勻混合，然后投入電熱熔爐加熱熔化，熔化溫度為1420℃，使配合料中的各組分充分反應(yīng)、熔化、均化、澄清得到合格的玻璃液。玻璃液在預(yù)熱到500℃的模具中經(jīng)離心或壓制成型，機(jī)械手取出后送入連續(xù)式退火爐中退火80min，各溫區(qū)溫度為630℃、590℃、560℃、520℃、490℃及460℃，再對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拋光處理，獲得所需的耐熱乳白微晶玻璃。

對(duì)比例1

本對(duì)比例的微晶玻璃器皿配方見表1，相較于實(shí)施例2，對(duì)比例1中未添加氟硅酸鈉，制造過程同實(shí)施例2。

對(duì)比例2

本對(duì)比例的微晶玻璃器皿配方見表1，相較于實(shí)施例2，對(duì)比例1中未添加氟硅酸鈉和氯化鉀，制造過程同實(shí)施例2。

性能檢測(cè)結(jié)果見下表1：

表1實(shí)施例1-4及對(duì)比例1-2的配方及性能檢測(cè)

根據(jù)對(duì)制品的X-射線衍射分析的研究，本發(fā)明的乳白微晶玻璃體中的結(jié)晶相組成十分復(fù)雜，主要有氟化物、鈣鋁黃長(zhǎng)石、α-硅灰石、方石英，是一種較好的微晶玻璃。在本發(fā)明中，通過調(diào)整氟硅酸鈉的用量，能夠控制微晶粒的尺寸和數(shù)量：用量越多，結(jié)晶相所占比例增多，玻璃相比例減少，則呈現(xiàn)石材的質(zhì)感；相反，如果玻璃相比例適中，則呈現(xiàn)玉石的質(zhì)感。更重要的是，研究表明，氟硅酸鈉的加入能夠?qū)Ξa(chǎn)品的耐熱急變性和莫氏硬度產(chǎn)生顯著提高，氯化鉀則對(duì)產(chǎn)品的性能提高則起到協(xié)同作用。綜上，實(shí)施例1-4的配方中同時(shí)加入氯化鉀和氟硅酸鈉，采用全電熔法制得的微晶玻璃器皿的莫氏硬度可達(dá)6.8，白度方位為91～94，耐熱急變性>150℃，耐水性達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，有害元素析出量As≤0.1mg/L，Sb≤0.2mg/L，Pb≤0.05mg/L，各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)瓷器器具。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。