一種微晶石英玻璃板配方及制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微晶石英玻璃板配方，按照重量份數(shù)由如下原料組成：煤粉灰45?50份、鉀長石4?6份、石灰石22?26份、螢石1?3份、白云石15?17份、石英6?8份、氧化鈦1?3份、氧化銅0.8?1.0份、氧化鋅1?3份、煤粉灰45?50份、鉀長石4?6份、石灰石22?26份、螢石1?3份、白云石15?17份、石英6?8份、氧化鈦1?3份等，其制備工藝為：將混合料置入剛玉坩堝，用高溫箱式電阻爐加熱熔化，熔體水淬后，球磨至74?75μm；成型，最后爐冷至室溫，以粉煤灰為主要原料，利用燒結(jié)法制備出以硅灰石為主晶相，并含有鈣長石和鈣鋁黃長石晶體的微晶玻璃。
【專利說明】
一種微晶石英玻璃板配方及制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微晶石英玻璃板配方及制備工 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 微晶玻璃是把加有晶核劑(或不加晶核劑）的特定組成的玻璃在可控條件下進(jìn)行 晶化熱處理而制備出的一種微晶相和玻璃相均勻分布的復(fù)合材料，具有優(yōu)良的力學(xué)、熱學(xué)、 電學(xué)和化學(xué)等性能，在國防、電子、化工、機(jī)械工程和建筑等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
[0003] 與天然石材裝飾材料如大理石和花崗巖板相比，微晶玻璃建筑裝飾材料具有強(qiáng)度 高、硬度大、耐磨損、不吸水、防污抗凍和化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，廣泛用作建筑物的內(nèi)墻、地 面、臺面、柱石和外墻的裝飾，然而，傳統(tǒng)的微晶玻璃制備工藝是采用化工原料，使得制品的 成本較高。為了降低生產(chǎn)成本，提高市場競爭力，人們開展了利用赤泥、鋼渣、煤矸石等固體 工業(yè)廢渣制備微晶玻璃的研究，而作為排出量最大的固體廢棄物之一，粉煤灰制備微晶玻 璃也逐漸受到了人們的關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對以上問題，本發(fā)明提供了一種微晶石英玻璃板配方及制備工藝，以粉煤灰為 主要原料，利用燒結(jié)法制備出以硅灰石為主晶相，并含有鈣長石和鈣鋁黃長石晶體的微晶 玻璃，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種微晶石英玻璃板配方，按照 重量份數(shù)由如下原料組成： 煤粉灰45-50份、鉀長石4-6份、石灰石22-26份、螢石1-3份、白云石15-17份、石英6-8 份、氧化鈦1-3份、氧化銅0.8-1.0份、氧化鋅1-3份、氧化鈉5-12份、氧化硼1-3份;氧化鉀1-4 份、氧化鉻1-2份、氧化鈰1-2份、氟2-4份、CRT廢玻璃45-50份，方解石灰3-5份，外加劑1-2 份、碳酸鉀3-7份。
[0006] 優(yōu)選的，所述外加劑采用如氧化鈷或氧化鎳，要求氧化鈷、氧化鎳品位在70%以 上。
[0007] 優(yōu)選的，所述煤粉灰的化學(xué)組分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27 5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % Na20 0.5%-0.7% K20 1.65%-1.69% TiQ2 0.%%-!.01 % Fe2Q3 5.06%〇. 12%0
[0008] 另外本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種微晶石英玻璃板制備工藝，其步驟為： (1) 各種原料按配方進(jìn)行配料、稱量、球磨、干燥后，將混合料置入剛玉坩堝； (2) 用高溫箱式電阻爐加熱熔化，熔化溫度為1300-1400°C，熔制時(shí)間2-3h; (3) 熔體水淬后，球磨至74-75M1; (4) 將玻璃粉體與適量有機(jī)粘結(jié)劑混合，然后置于cp 3〇mm和4X 5 X40mm的模具中壓 制成型，坯體干燥后，放入高溫箱式電阻爐中燒結(jié)； (5) 最后，爐冷至室溫。
[0009] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明以粉煤灰為主要原料，必須引入其它原料調(diào)整Si02、Ca0和A1203的含量，利用燒 結(jié)法制備出以硅灰石為主晶相，并含有鈣長石和鈣鋁黃長石晶體的微晶玻璃，制備的產(chǎn)品 性能好，其抗彎強(qiáng)度、顯微硬度分別達(dá)到119MPa和597MPa左右。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的7 36 °C核化的XRD圖譜。 圖2是經(jīng)過熔融、水淬、球磨所得玻璃粉的DSC曲線。 圖3是先在828 °C晶化2h，然后再在960 °C晶化2h的粉煤灰微晶玻璃的XRD圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0012] 實(shí)施例1: 一種微晶石英玻璃板配方，該配方按照重量份數(shù)由如下原料組成： 煤粉灰45份、鉀長石4份、石灰石22份、螢石1份、白云石15份、石英6份、氧化鈦1份、氧化 銅〇. 8份、氧化鋅1份、氧化鈉5份、氧化硼1份;氧化鉀1份、氧化鉻1份、氧化鈰1份、氟2份、CRT 廢玻璃45份，方解石灰3份，外加劑1份、碳酸鉀3份。
[0013]所述煤粉灰的化學(xué)組分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27.5°/〇 CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % \a20 0.5%-0.7% K20 1.65%-1.69% Ti02 0.%%-l.ni% Fc203 5.0C)%-5.12%。
[0014]其制備工藝的步驟為： (1) 各種原料按配方進(jìn)行配料、稱量、球磨、干燥后，將混合料置入剛玉坩堝； (2) 用高溫箱式電阻爐加熱熔化，熔化溫度為1300°C，熔制時(shí)間2-3h; (3) 恪體水淬后，球磨至74wii; (4) 將玻璃粉體與適量有機(jī)粘結(jié)劑混合，然后置于cp 3〇mm和4X5 X40mm的模具中壓 制成型，坯體干燥后，放入高溫箱式電阻爐中燒結(jié)； (5) 最后，爐冷至室溫。
[0015] 實(shí)施例2: 一種微晶石英玻璃板配方，該配方按照重量份數(shù)由如下原料組成： 煤粉灰47份、鉀長石5份、石灰石24份、螢石2份、白云石16份、石英7份、氧化鈦2份、氧化 銅0.9份、氧化鋅2份、氧化鈉8份、氧化硼2份;氧化鉀2份、氧化鉻1.5份、氧化鈰1.5份、氟3 份、CRT廢玻璃47份，方解石灰4份，外加劑1.5份、碳酸鉀5份。
[0016]所述煤粉灰的化學(xué)組分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27.5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % Na20 0.5%-0.7% K20 1.65%-1.69% Ti(32 0.96%-1.01% Fe2：〇3 5.06%-5.12%。
[0017]其制備工藝的步驟為： (1) 各種原料按配方進(jìn)行配料、稱量、球磨、干燥后，將混合料置入剛玉坩堝； (2) 用高溫箱式電阻爐加熱熔化，熔化溫度為1350°C，熔制時(shí)間2-3h; (3) 恪體水淬后，球磨至74.511111; (4) 將玻璃粉體與適量有機(jī)粘結(jié)劑混合，然后置于30mm和4 X 5 X 40mm的模具中壓 制成型，坯體干燥后，放入高溫箱式電阻爐中燒結(jié)； (5) 最后，爐冷至室溫。
[0018] 實(shí)施例3 一種微晶石英玻璃板配方，該配方按照重量份數(shù)由如下原料組成： 煤粉灰50份、鉀長石6份、石灰石26份、螢石3份、白云石17份、石英8份、氧化鈦3份、氧化 銅1.0份、氧化鋅3份、氧化鈉12份、氧化硼3份;氧化鉀4份、氧化鉻2份、氧化鈰2份、氟4份、 CRT廢玻璃50份，方解石灰5份，外加劑2份、碳酸鉀7份。
[0019]所述煤粉灰的化學(xué)組分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1 %~27 5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % Na20 0.5%-0.7% K2D 1.65%-1.69% Ti02 0.%%-!.01% Fc203 5,06%-5.12%。
[0020]其制備工藝的步驟為： (1) 各種原料按配方進(jìn)行配料、稱量、球磨、干燥后，將混合料置入剛玉坩堝； (2) 用高溫箱式電阻爐加熱熔化，熔化溫度為1400°C，熔制時(shí)間2-3h; (3) 恪體水淬后，球磨至75111]1; (4) 將玻璃粉體與適量有機(jī)粘結(jié)劑混合，然后置于cp 3〇mm和4 X 5 X 40mm的模具中壓 制成型，坯體干燥后，放入高溫箱式電阻爐中燒結(jié)； (5) 最后，爐冷至室溫。
[0021] (1)樣品測試與表征： 測試方法:利用STA449C型差示掃描量熱一熱重(DSC-TG)儀對玻璃粉體進(jìn)行熱分析， 從而確定核化、晶化溫度。利用D/MAX-2550V型X射線衍射儀(XRD)分析樣品的物相組成;利 用CSM-950型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察粉煤灰微晶玻璃的顯微結(jié)構(gòu)。
[0022]根據(jù)阿基米德原理，采用排水法測定微晶玻璃樣品的體積密度、顯氣孔率和吸水 率;利用Z030型萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)，采用三點(diǎn)彎曲法測定樣品的抗彎強(qiáng)度;利用HX-1000TM型顯微 硬度計(jì)測試顯微硬度。
[0023] ⑵結(jié)果： 圖2是經(jīng)過熔融、水淬、球磨所得玻璃粉的DSC曲線。
[0024] 其中，736°C的微弱吸熱峰對應(yīng)著微晶玻璃的核化過程；出現(xiàn)于960°C的最大放熱 峰可能是硅灰石晶化的結(jié)果。此外，在828°C和1010°C還出現(xiàn)兩個(gè)小的放熱峰，顯示體系中 還有其它晶相析出。由于核化峰較小且與最大的晶化峰相距較遠(yuǎn)，因此，本文采用類似一步 法的燒結(jié)工藝，即不在核化溫度保溫，而是直接加熱至晶化溫度保溫。另外，由于圖2有三個(gè) 晶化放熱峰，因此，選擇在晶化峰較大的828°C和960°C進(jìn)行晶化處理。
[0025]圖3是先在828°C晶化2h，然后再在960°C晶化2h的粉煤灰微晶玻璃的XRD圖譜。 [0026] 可以發(fā)現(xiàn)，樣品的主晶相為硅灰石(CaSi03)，并含有少量鈣長石(CaA12Si208)和 鈣鋁黃長石(Ca2A12Si07)晶體。其它燒結(jié)制度所得樣品的XRD圖譜與此相似。顯然，燒結(jié)坯 體中的玻璃相大多已轉(zhuǎn)化為晶體。
[0027]結(jié)論： 以粉煤灰為主要原料，采用燒結(jié)法可以制備出以硅灰石為主晶相，并含有鈣長石和鈣 鋁黃長石晶體的微晶玻璃。微晶玻璃的顯微結(jié)構(gòu)和性能隨晶化溫度和和晶化時(shí)間的變化而 變化。其中，先在828°C晶化2h、然后再在960°C晶化3h的樣品性能最好。
[0028] 基于上述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明以粉煤灰為主要原料，必須引入其它原料調(diào) 整S i 〇2、CaO和A12〇3的含量，利用燒結(jié)法制備出以娃灰石為主晶相，并含有鈣長石和鈣錯(cuò)黃 長石晶體的微晶玻璃，制備的產(chǎn)品性能好，其抗彎強(qiáng)度、顯微硬度分別達(dá)到119MPa和597MPa 左右。
[0029] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微晶石英玻璃板配方，其特征在于，按照重量份數(shù)由如下原料組成： 煤粉灰45-50份、鐘長石4-6份、石灰石22-26份、蛋石1-3份、白云石15-17份、石英6-8 份、氧化鐵1-3份、氧化銅0.8-1.0份、氧化鋒1-3份、氧化鋼5-12份、氧化棚1-3份;氧化鐘1-4 份、氧化銘1-2份、氧化姉1-2份、氣2-4份、CRT廢玻璃45-50份，方解石灰3-5份，外加劑1-2 份、碳酸鐘3-7份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述的一種微晶石英玻璃板配方，其特征在于，所述外加劑采 用如氧化鉆或氧化儀，要求氧化鉆、氧化儀品位在70 % W上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述的一種微晶石英玻璃板配方，其特征在于，所述煤粉灰的 化學(xué)組分如下： Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27.5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % N 始0 0.5%-0,7% K20 1.65%-1.69% Ti02 0.96%-].01% F 這03 5.06%-5.12%。4. 一種微晶石英玻璃板制備工藝，其特征在于，其步驟為： (1) 各種原料按配方進(jìn)行配料、稱量、球磨、干燥后，將混合料置入剛玉相蝸； (2) 用高溫箱式電阻爐加熱烙化，烙化溫度為1300-1400°C，烙制時(shí)間2-化； (3) 烙體水澤后，球磨至74-75μπι; (4) 將玻璃粉體與適量有機(jī)粘結(jié)劑混合，然后置于φ 30mm和4 X 5 X 40mm的模具中壓制 成型，巧體干燥后，放入高溫箱式電阻爐中燒結(jié)； (5) 最后，爐冷至室溫。
【文檔編號】C03C10/06GK105967525SQ201610298503
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】唐業(yè)波
【申請人】東莞市銀特豐光學(xué)玻璃科技有限公司