專利名稱：一種以鉀長石為主料的微晶玻璃及其制備方法
技術領域：
本發明主要涉及一種微晶玻璃及其制備方法，尤其涉及一種以鉀長石為主料的微晶玻璃及其制備方法。
背景技術：
微晶玻璃，又稱玻璃陶瓷，是綜合玻璃和陶瓷技術發展起來的一種新型材料，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點，如機械強度高、耐腐蝕、耐熱、耐磨、抗氧化性能好、電性能優良、膨脹系數可調、熱穩定性好等，且優于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墻及室內高檔裝飾，還可做機械上的結構材料，電子、電工上的絕緣材料，大規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，是具有發展前途的21世紀的新型材料。因而廣泛用于電子、化工、軍事、航天、核工業和建筑等領域。因微晶玻璃可用礦石、工業尾礦、冶金礦渣、鉀長石、煤矸石等作為主要生產原料，且生產過過程中無污染，產品本身無放射性污染，故又被稱為環保產品或綠色材料，傳統生產的微晶玻璃的表層及其內層經常存在大量工藝性氣孔，而且抗折強度和耐水性等性能不強，限制了微晶玻璃的應用領域。
發明內容
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種表面光潔致密無氣孔、耐水、抗折強度高的微晶玻璃及其制備方法。本發明是通過以下技術方案實現的
一種以鉀長石為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成
鉀長石56-61、鈉長石1 9-25、硅石粉10-14、二氧化硅8_13、氧化鈣8_10、碳酸鈉
8.5-10、氟化I丐6. 5-8、食鹽6-8、氧化鉀6-7、氧化鋅5-7、氧化招4. 5-6、氧化鈉1-2、氧化鎂
2.5-3、木炭3. 5-4、石膏2-3、氧化硼3. 2_5、滑石粉2_3、硼砂2_4、氧化鋰1. 5_2、改性草木灰2. 3-3、氧化鎳O. 13-0. 2、二氧化鈦O. 6-0. 7、三氧化二銻O. 8-1. 2、鉀長石O. 3-0. 4 ；
所述的改性草木灰的制備方法為將草木灰用10-15%鹽酸浸泡3-4小時，去離子水洗漆，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎成超細粉末。一種以鉀長石為主料的微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟
(1)將除了改性草木灰以外的原料組分混合加入到玻璃熔爐內，在1550-1620°c的高溫下熔煉2-3小時，再降至1450-1470°C下澄清1. 8-2小時，制得玻璃液；
(2)將上述表面澄清的玻璃液直接投入水中，冷淬成碎玻璃體，加入球磨機中，球磨成細度為O. 05-0. 07mm的玻璃粉末，烘干；
(3)將得到的玻璃粉末與上述重量份的改性草木灰混合，加入混合料重量2-4%的改性玻璃體粉末，混合均勻，在62-65MPa壓力下成型，得到生坯；
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的粉煤灰、重量份為15-20的凹凸棒土、重量份為30-32的方解石，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，再降至1400_1450°C下澄清1. 5_2小時，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；
(4)將生坯放入高溫箱式電阻爐中，溫度制度在室溫下以6-8°C/min速率升溫到300-3500C ;再以 3-40C /min 速率升溫到 750_800°C，保溫 1-1. 5h ;然后再以 5-8°C /min速率加熱到1250-1260°C，保溫3-3. 5h ；
(5)退火將上述晶化后的玻璃以3-5°C/min的退火降溫速度進行退火處理，當溫度降至于580-600°C時，保持恒溫30-40分鐘，然后再7-8V /min速率升溫到820_850°C，然后再以5-7°C /min速率繼續降溫，當溫度降至于250_330°C時，再自然冷卻到室溫；
(6)出料，按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊即可。本發明的優點是
本發明生產的微晶玻璃平面度好、機械強度高、硬度大、具有良好的抗熱性、抗彎曲強度、耐腐蝕性和耐磨性，產品可制成各類管材、板材，可廣泛應用于建筑上的耐磨耐腐蝕材料、建筑裝飾材料、實驗室用加熱器具、高溫熱交換器、代石英玻璃、高溫窗、雷達天線罩等。
具體實施方式
實施例1
一種以鉀長石為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份(公斤)的原料組成
鉀長石61、鈉長石25、硅石粉10、二氧化硅13、氧化鈣10、碳酸鈉10、氟化鈣6. 5、食鹽8、氧化鉀7、氧化鋅7、氧化鋁4. 5、氧化鈉2、氧化鎂2. 5、木炭3. 5、石膏2、氧化硼3. 2、滑石粉3、硼砂4、氧化鋰1. 5、改性草木灰2. 3、氧化鎳O. 2、二氧化鈦-O. 7、三氧化二銻1. 2、鉀長石 O. 4 ;
所述的改性草木灰的制備方法為將草木灰用15%鹽酸浸泡4小時，去離子水洗滌，再用12%氫氧化鈉溶液浸泡4小時，再用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎成超細粉末。一種以鉀長石為主料的微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟
(1)將除了改性草木灰以外的原料組分混合加入到玻璃熔爐內，在1620°c的高溫下熔煉3小時，再降至1470°C下澄清1. 8小時，制得玻璃液；
(2)將上述表面澄清的玻璃液直接投入水中，冷淬成碎玻璃體，加入球磨機中，球磨成細度為O. 07mm的玻璃粉末，烘干；
(3)將得到的玻璃粉末與上述重量份的改性草木灰混合，加入混合料重量3%的改性玻璃體粉末，混合均勻，在65MPa壓力下成型，得到生坯；
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60的粉煤灰、重量份為20的凹凸棒土、重量份為32的方解石，混合加入玻璃熔爐中，加熱到1600°C的高溫下，熔煉3小時，再降至1450°C下澄清1. 5小時，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；
(4)將生坯放入高溫箱式電阻爐中，溫度制度在室溫下以8°C/min速率升溫到350°C;再以4°C /min速率升溫到800°C，保溫1.5h ;然后再以8°C /min速率加熱到1260°C，保溫3. 5h ；
(5)退火將上述晶化后的玻璃以5°C/min的退火降溫速度進行退火處理，當溫度降至于600°C時，保持恒溫40分鐘，然后再8°C /min速率升溫到850°C，然后再以7V /min速率繼續降溫，當溫度降至于330°C時，再自然冷卻到室溫；
(6)出料，按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊即可。性能測試
抗折強度測試采用MC009-wdsl0M型電子萬能材料性能試驗機利用三點彎曲法測定樣品的抗折強度，取6個條狀樣品(9mmX7mmX85mm)進行測試，計算抗折強度，最后求平均值。顯微硬度測定用HXD-1000數字顯微硬度測試儀測定樣品的硬度，每個樣品測三個點，用平均值表示其顯微硬度，共測三個樣品，最后計算三個樣品的顯微硬度的平均值。耐水性能測試采用粉末浸泡失重法進行測定(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，測定其IOOcm2的失重率(mg/100cm2)。測試結果1、樣品外觀質量表面致密，無氣孔等缺陷，拋光后表面光亮。2、機械性能平均抗折強度89.1MPa,平均顯微硬度893. 2kgf/mm2。3、耐水解等級1級，`失重率為0. 283mg/100cm2。
權利要求
1.一種以鉀長石為主料的微晶玻璃，其特征在于它是由下述重量份的原料組成 鉀長石56-61、鈉長石19-25、硅石粉10-14、二氧化硅8-13、氧化鈣8_10、碳酸鈉8. 5-10、氟化I丐6. 5-8、食鹽6-8、氧化鉀6-7、氧化鋅5-7、氧化招4. 5-6、氧化鈉1-2、氧化鎂2.5-3、木炭3. 5-4、石膏2-3、氧化硼3. 2_5、滑石粉2_3、硼砂2_4、氧化鋰1. 5_2、改性草木灰2. 3-3、氧化鎳0. 13-0. 2、二氧化鈦0. 6-0. 7、三氧化二銻0. 8-1. 2、鉀長石0. 3-0. 4 ； 所述的改性草木灰的制備方法為將草木灰用10-15%鹽酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎成超細粉末。
2.一種如權利要求1所述的以鉀長石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)將除了改性草木灰以外的原料組分混合加入到玻璃熔爐內，在1550-1620°C的高溫下熔煉2-3小時，再降至1450-1470°C下澄清1. 8-2小時，制得玻璃液； (2)將上述表面澄清的玻璃液直接投入水中，冷淬成碎玻璃體，加入球磨機中，球磨成細度為0. 05-0. 07mm的玻璃粉末，烘干； (3)將得到的玻璃粉末與上述重量份的改性草木灰混合，加入混合料重量2-4%的改性玻璃體粉末，混合均勻，在62-65MPa壓力下成型，得到生坯； 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的粉煤灰、重量份為15-20的凹凸棒土、重量份為30-32的方解石，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，再降至1400_1450°C下澄清1. 5-2小時，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； (4)將生坯放入高溫箱式電阻爐中，溫度制度在室溫下以6-8°C/min速率升溫到300-350°C ;再以 3-4°C /min 速率升溫到 750_800°C，保溫 1-1. 5h ;然后再以 5_8°C /min速率加熱到1250-1260°C，保溫3-3. 5h ； (5)退火將上述晶化后的玻璃以3-5°C/min的退火降溫速度進行退火處理，當溫度降至于580-600°C時，保持恒溫30-40分鐘，然后再7-8V /min速率升溫到820_850°C，然后再以5-7°C /min速率繼續降溫，當溫度降至于250_330°C時，再自然冷卻到室溫； (6)出料，按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊即可。
全文摘要
本發明公開了一種以鉀長石為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成鉀長石56-61、鈉長石19-25、硅石粉10-14、二氧化硅8-13、氧化鈣8-10、碳酸鈉8.5-10、氟化鈣6.5-8、食鹽6-8、氧化鉀6-7、氧化鋅5-7、氧化鋁4.5-6、氧化鈉1-2、氧化鎂2.5-3、木炭3.5-4、石膏2-3、氧化硼3.2-5、滑石粉2-3、硼砂2-4、氧化鋰1.5-2、改性草木灰2.3-3、氧化鎳0.13-0.2、二氧化鈦0.6-0.7、三氧化二銻0.8-1.2、鉀長石0.3-0.4；本發明生產的微晶玻璃平面度好、機械強度高、硬度大、具有良好的抗熱性、抗彎曲強度、耐腐蝕性和耐磨性，產品可制成各類管材、板材，可廣泛應用于建筑上的耐磨耐腐蝕材料、建筑裝飾材料。
文檔編號C03C10/00GK103030282SQ20121051530
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者毛慶云 申請人:毛慶云