耐火物體和使用所述耐火物體形成玻璃片的方法

耐火物體和使用所述耐火物體形成玻璃片的方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐火物體，可包括至少約10wt％Al2O3和至少約1wt％SiO2。在一個實施例中，所述耐火物體可包括添加劑。在一個具體實施例中，所述添加劑可包括TiO2、Y2O3、SrO、BaO、CaO、Ta2O5、Fe2O3、ZnO、或MgO。所述耐火物體可包括至少約3wt％的所述添加劑。在一個另外的實施例中，所述耐火物體可包括不大于約8wt％的所述添加劑。在一個進一步的實施例中，所述耐火物體的蠕變速率可為至少約1×10-6h-1。在另一實施例中，所述耐火物體的蠕變速率可不大于約5×10-5h-1。在一個說明性的實施例中，所述耐火物體可包括玻璃溢流槽或形成塊。
【專利說明】耐火物體和使用所述耐火物體形成玻璃片的方法

【技術領域】
[0001]本公開內容涉及耐火物體和使用所述耐火物體的方法，所述耐火物體包括玻璃溢流槽和玻璃形成塊(forming block)。

【背景技術】
[0002]堿性硅鋁酸鹽玻璃正在被用于其中機械性能是重要的應用中。這些玻璃可使用熔融抽拉(fus1n draw)方法形成。在熔融抽拉方法中，液體玻璃在玻璃溢流槽的一個或多個邊緣(Iip)之上流動且所述液體玻璃在玻璃溢流槽的底部熔融以形成玻璃片。玻璃溢流槽可由包括鋁材料的形成塊制造。玻璃片的尺寸和品質可受用于形成玻璃片的玻璃溢流槽的物理性質限制。另外，玻璃溢流槽的壽命可受其物理性質影響。期望用于制造形成塊和玻璃溢流槽的耐火塊的進一步改善。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]通過參考附圖，可更好地理解本公開內容，且使其許多特征和優點對于本領域技術人員是明晰的。
[0004]圖1是說明耐火物體的一個具體實施例的圖。
[0005]圖2是說明由耐火物體形成的玻璃溢流槽的一個具體實施例的圖。
[0006]圖3是說明一個具體系列的不同的玻璃溢流槽截面透視圖的圖。
[0007]圖4是說明由玻璃溢流槽形成具體的玻璃片的圖。
[0008]在不同的圖中的相同的參考符號的使用表示相似的或相同的事項。

【具體實施方式】
[0009]提供與附圖結合的以下描述以幫助本文中公開的教導的理解。以下討論將集中在所述教導的具體實施和實施例上。提供該集中以幫助描述所述教導且該集中不應解釋為對所述教導的范圍或適用性的限制。
[0010]圖1是說明耐火物體100的一個具體實施例的圖。耐火物體100可為具有擁有厚度(t)、寬度(W)和高度(h)的直線形狀的耐火塊102。在一個實施例中，尺寸t、w或h中的任一個可為至少約0.02m、至少約0.05m、至少約0.11m、至少約0.5m、至少約1.lm、至少約2.0m、至少約4.0m、或更大。在如圖1中說明的實施例中，耐火塊102可為可由其形成玻璃溢流槽的形成塊。如本文中使用的形成塊是指可被成型以提供玻璃溢流槽的燒結陶瓷材料。
[0011]耐火塊102可由許多起始材料形成。在一個實施例中，耐火塊102可使用一種或多種金屬氧化物、一種或多種添加劑、一種或多種另外的材料、或其組合形成。在一個具體實施例中，用作用于耐火塊102的起始材料的金屬氧化物可包括Al2O3和S12。在一個實施例中，Al2O3可作為粉末提供。Al2O3粉末可為具有不大于約100微米的平均化的粒度、不大于約30微米的平均化的粒度、不大于約20微米的平均化的粒度、或不大于約15微米的平均化的粒度的顆粒的形式。在另一實施例中，所述平均化的粒度為至少約0.5微米、至少約
1.0微米、或至少約5.0微米。
[0012]在一個實施例中，可使用具有不同粒度的Al2O3粉末的組合。例如，不同的粒度的Al2O3粉末的數量可為兩種、三種、四種或更多種。在一個具體實施例中，使用具有兩種不同粒度的Al2O3粉末。在一個更具體的實施例中，所述Al2O3粉末中的一種可具有另一種Al2O3粉末的平均化的粒度的小于約50%、小于約40%、或小于約30%的平均化的粒度。為了說明，所述Al2O3粉末中的一種可具有2微米的標稱粒度，且另一種Al2O3粉末可具有10微米的標稱粒度。不同的粒度的Al2O3粉末可以任何比例混合。例如，具有兩種不同粒度的Al2O3 粉末可以約 1:99、約 2:98、約 3:97、約 10:90、約 20:80、約 50:50、約 80:20、約 90:10、約97:3、約98:2、或約99:1的比例混合。同樣地，具有三種或更多種不同尺寸的Al2O3粉末的混合物可以具體的比例制備。
[0013]在一個實施例中，Al2O3可作為反應性Al2O3、非反應性Al2O3、或其任意組合提供。反應性Al2O3可幫助增加耐火物體100的密度并降低耐火物體100的孔隙率。如本文中所使用的，“反應性Al2O/意圖指具體的Al2O3粉末具有至少2平方米每克(> 2m2/g)的表面積，且“非反應性Al2O3”意圖指具體的Al2O3粉末具有小于2平方米每克(<2m2/g)的表面積。在一個實施例中，作為用于形成耐火物體100的總的Al2O3粉末的部分的反應性Al2O3的量可包括至少約1%且可最高達所使用的總的Al2O3粉末的100%。可使用反應性Al2O3和非反應性Al2O3粉末的組合。在一個具體實施例中，在形成耐火物體100時使用的Al2O3的至少約2%、至少約5%、至少約16%、至少約25%、或至少約50%可作為反應性Al2O3提供。在另一實施例中，在形成耐火物體100時使用的Al2O3的不大于約95%、不大于約90%、不大于約75%、不大于約60% 、或不大于約50%作為反應性Al2O3提供。
[0014]在另一實施例中，Al2O3的至少一部分可作為莫來石提供。在一個具體實施例中，莫來石可包括至少約62重量％ (在下文中“wt%”)Al203、至少約66wt% Al2O3、或至少約71wt% Al2O3O另外，莫來石可包括不大于約78wt% Al2O3、不大于約74wt% Al2O3、或不大于約 68wt% Al2O3。
[0015]S12的至少一部分可作為莫來石、無定形S12、結晶S12、滑石、玻璃粉、或其任意組合提供。在一個實施例中，結晶S12可作為石英、鱗石英、方石英、或其任意組合提供。在一個另外的實施例中，用于向耐火物體100提供S12的玻璃粉可具有至少約55被％的S12含量且可來自無堿玻璃。在一個進一步的實施例中，用于制造耐火物體100的莫來石可包括至少約22wt% S12、至少約24wt% S12、或至少約26wt% Si02。在另一實施例中，莫來石還可包括不大于約24wt% S12、不大于約27wt% S12、或不大于約29wt% Si02。在一個另外的實施例中，用于制造耐火物體100的滑石可包括至少約36wt% S12、至少約44wt%S12、或至少約52wt% Si02。在另一實施例中，滑石可包括不大于約54wt% S12、不大于約61wt% Si02、或不大于約 66wt% Si02。
[0016]用于耐火物體100的起始材料還可包括Zr。在一個具體實施例中，Zr可作為氧化物例如ZrO2提供。在另一實施例中，Zr可作為ZrS14提供。另外,所述起始材料可包括一種或多種添加劑。添加劑可為包括T1、Y、Sr、Ba、Ca、Ta、Fe、Zn、Mg、或其任意組合的分子化合物。在一個實施例中，添加劑可作為氧化物、碳化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、磷酸鹽、或其任意組合提供。另外，一種或多種添加劑可作為與硼化物、碳化物、碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物、磷酸鹽、硫酸鹽等組合的氧化物提供。所述一種或多種添加劑可具有氧化態，例如 M2+、Μ3+、Μ4+、M5+、或其任意組合，其中 M 為 T1、Y、Sr、Ba、Ca、Ta、Fe、Zn、或 Mg。
[0017]在一個實施例中，所述添加劑可以具有痕量的雜質的基本上純的形式提供。在另一實施例中，一種或多種添加劑可作為化合物提供。例如，MgO和T12可作為MgT13化合物提供。
[0018]在一個具體實施例中，所述一種或多種添加劑的至少一部分可作為粉末提供。在一個更具體的實施例中，所述粉末可為具有不大于約30微米、不大于約20微米、或不大于約15微米的平均化的粒度的顆粒的形式。在另一實施例中，所述平均化的粒度為至少約
0.1微米、至少約0.5微米、或至少約I微米。
[0019]在一個實施例中，具體添加劑的至少一部分可為燒結劑。在一個具體實例中，所述燒結劑可通過降低用于制造耐火塊102的S12的熔融溫度和容許S12分散在耐火塊102的孔內而幫助降低孔隙率。降低耐火物體的孔隙率可幫助改善耐腐蝕性，如果耐火物體稍后暴露于腐蝕性環境。示例性的燒結劑可包括Ta、T1、Fe、Mg、Zn、另一合適的燒結劑、或其任意組合。在一個說明性的實施例中，作為燒結劑提供的添加劑可作為氧化物提供。
[0020]在另一實施例中，可添加具體添加劑的至少一部分以與S12反應以防止Al與S12反應。具體地，可添加Mg、Ca、Ba、Sr、Y、或其任意組合以與作為用于耐火塊100的起始材料提供的S12反應，而不是Al與S12反應。在一個實施例中，被提供用于代替Al的添加劑可作為氧化物提供。在另一實施例中，被提供用于代替Al的添加劑可作為硅酸鹽例如莫來石(Al6Si2O13)Jf^ (Mg 3S1ltl(OH)2)、硅酸釔(Y2Si2O7)或其任意組合提供。在一個進一步的實施例中，Al代替添加劑可作為硅鋁酸鹽例如堇青石(Mg2Al4Si5O18)、鈣長石(CaA12Si2O8)、或其任意組合提供。在一個另外的實施例中，Al代替添加劑可作為鋁酸鹽例如釔鋁石榴石(Y3Al5O12)、尖晶石(MgAl2O4)、或其任意組合提供。
[0021]可用于形成耐火塊102的另外的材料可包括粘結劑、溶劑、分散劑、增稠劑、抗絮凝劑、另一合適的成分、或其任意組合。在一個實施例中，所述另外的材料可包括非金屬化合物。在另一實施例中，所述另外的材料可包括有機化合物、水等。
[0022]可將起始材料和任何另外的材料組合和成型以形成具有具體形狀的生坯。成型可使用技術例如滑移澆注、等靜壓、或其任意組合進行。形狀可為直線的、圓柱形的、球形的、橢圓體的或幾乎任何其它形狀。在一個具體實施例中，生還可為稱作毛還(blank)的直線塊的形狀，所述毛坯可隨后被機械加工以形成玻璃溢流槽。在另一實施例中，生坯可以更精密地匹配最終耐火物體的這樣的方式結構化以降低任何進一步的機械加工的程度。例如，當耐火物體100包括玻璃溢流槽時，生坯的形狀可更精密地類似于玻璃溢流槽以減少隨后的機械加工和將丟棄的陶瓷材料的量。更具體地，生坯可具有與錐形部分鄰近的直線部分。直線部分具有與其中將形成玻璃溢流槽的區域對應的錐形區域。在另一實施例中，生坯可成型為具有與錐形部分鄰近的玻璃溢流槽。
[0023]在形成生坯之后，將生坯在烘箱、加熱器、爐子等中加熱以形成包括燒結的陶瓷材料的耐火塊102。加熱過程可包括其中使水分、溶劑、或另一揮發性組分蒸發、使有機材料氣化、或其任意組合的初始加熱。初始加熱可在約100°C到約300°C的范圍內的溫度下進行在約10小時到約200小時范圍內的一段時間。在初始加熱之后，可在約1400°C到1700°C范圍內的溫度下進行燒結在約10小時到約100小時范圍內的一段時間以形成耐火塊102。
[0024]耐火塊102的形狀通常對應于生坯的形狀。因此，耐火塊102可具有如先前關于生坯所描述的形狀中的任意種。在燒結期間，一些收縮可發生，且耐火塊102可比生坯小。
[0025]燒結的物體，例如耐火塊102，可區別于通過熔鑄形成的物體。具體地，通過熔鑄形成的物體常常包括填充所述物體的結晶晶粒的網絡的高度豐富的晶粒間玻璃相。相反，燒結的物體可包括在與另一相的晶界處形成的相。由于在它們的微觀結構方面的差異，燒結的物體和熔鑄的物體在它們各自的應用中所遭遇的問題和為了解決它們而采用的技術方案通常是不同的。此外，由于通過燒結制造物體和通過熔鑄制造物體之間的差異，對于熔鑄的產品所開發的組成可能無法先驗地用于制造燒結的產品。
[0026]在一個實施例中，耐火塊102可包括至少約20wt% Al2O3、至少約50wt% Al2O3、至少約 70wt% Al2O3、至少約 85wt% Al2O3、至少約 90wt% Al2O3、或至少約 92wt% A1203。在另一實施例中，耐火塊102可包括不大于約95wt% Al2O3、不大于約94wt% Al2O3、不大于約93wt% Al2O3、或不大于約90wt% Al2O30在一個另外的實施例中，耐火塊102可包括至少約
1.1wt% Si02、至少約 1.5wt% Si02、至少約 2.1wt% S12、或至少約 2.7wt% S120 在一個進一步的實施例中，耐火塊102可包括不大于約7wt% S12、不大于約6wt% S12、或不大于約 4wt% S12。
[0027]耐火塊102可包括添加劑。在一個實施例中，添加劑可包括Ti02、Y2O3> SrO、BaO,CaO、Ta2O5, Fe203、ZnO、或MgO。在一個具體實施例中，耐火塊102可包括至少約0.2?七％的添加劑。在一個另外的實施例中，耐火塊102可包括不大于約8wt%的添加劑。在一個更具體的實施例中，耐火塊102可包括至少約0.2wt%的添加劑、至少約0.4wt%的添加劑、或至少約0.6wt%的添加劑。在另一實施例中，耐火塊102可包括不大于約8?1:%的添加劑、不大于約7?1:%的添加劑、或不大于約6wt%的添加劑。
[0028]在一個實施例中，添加劑為耐火塊102的多種添加劑的具體添加劑。在一個具體實施例中，耐火塊102包括至少約0.3￥丨％的所述多種添加劑中的每一種添加劑、至少約0.8界丨％的所述多種添加劑中的每一種添加劑、至少1.6￥丨％的所述多種添加劑中的每一種添加劑、或至少2.5wt%的所述多種添加劑中的每一種添加劑。在一個具體實施例中，耐火塊102包括至少約5?〖％的具體添加劑。另外，耐火塊102中的所述多種添加劑的總含量為至少約1.5wt%、至少約3wt%、至少約5wt%、或至少約7wt%。此外，耐火塊102中的所述多種添加劑的總含量可不大于約14wt%、不大于約12wt%、或不大于約1wt%。
[0029]在一個實施例中，耐火塊102包括T12。在一個具體實施例中，耐火物體102包括至少約0.2wt% T12、至少約0.4wt% T12、或至少0.6wt% Ti02。在另一實施例中，耐火塊102包括不大于約4.0wt% T12、不大于約3.0wt% T12、或不大于約2.0wt% Ti02。
[0030]耐火塊102還可包括MgO作為添加劑。在一個實施例中，耐火塊102包括至少約0.2wt% MgO、至少約0.4wt% MgO、或至少約0.6wt% MgO。在另一實施例中，耐火塊102可包括不大于約4.5wt% MgO、不大于約3.5wt% MgO、或不大于約2.5wt% MgO0在還一實施例中，耐火塊102可包括CaO。具體地，耐火塊102可包括至少約0.2wt% CaO、至少約0.5wt%CaO、或至少約 0.7wt% CaO0
[0031]在一個實施例中，耐火塊102包括Fe2O3作為添加劑。在一個具體實施例中，耐火塊102包括至少約0.2wt% Fe2O3、至少約0.7wt% Fe2O3、或至少約0.9wt% Fe203。在另一實施例中，耐火塊102包括Ta2O5作為添加劑。在一個說明性的實施例中，耐火塊102包括至少約0.2wt% Ta2O5、至少約0.4wt% Ta2O5、或至少約0.6wt% Ta2O50在一個另外的實施例中，耐火塊102可包括不大于約2.0wt % Ta2O5、不大于約1.1wt % Ta2O5、或不大于約0.7wt%Ta2O5。
[0032]耐火塊102還可包括Y2O3作為添加劑。在一個實施例中，耐火塊102可包括至少約lwt% Y2O3、至少約2wt% Y2O3、或至少約3wt% Y203。在一個另外的實施例中、耐火塊102可包括不大于約8wt% Y2O3、不大于約7wt% Y2O3、或不大于約6wt% Y203。
[0033]在一個實施例中，耐火塊102可包括單一添加劑或添加劑的具體組合。在一個具體實施例中，耐火塊102可包括T12作為耐火塊102的唯一添加劑。在另一實施例中，耐火塊102可包括T12和MgO作為添加劑。在一個進一步的實施例中，耐火塊可包括Ti02、Fe2O3、和Ta205。耐火塊102還可包括Ta2O5作為唯一的添加劑或耐火塊102可包括Y2O3作為唯一的添加劑。
[0034]在一個具體實施例中，耐火塊102包括Zr02。例如，耐火塊102可包括不大于約0.3wt % ZrO2、不大于約0.2wt % ZrO2、不大于約0.05wt % ZrO2、或基本上不含Zr02。如本文中所使用的，術語“基本上不含”是指不超過痕量、例如按重量計不大于10ppm的具體材料的含量。在另一實施例中，耐火塊102可包括至少0.03wt% ZrO2、至少0.1wt% ZrO2、或至少0.25wt% ZrO2。在一個更具體的實施例中，耐火塊102可包括對應于耐火塊102中的ZrO2的量的Y2O3的量。為了說明，耐火塊102可包括至少約0.2wt% ZrO2和至少約0.2wt%Y203。在一個另外的實施例中，可提供耐火塊102的Y2O3的量以防止耐火塊102中的ZrO2改變結晶狀態。
[0035]可將耐火塊102機械加工以產生不同的形狀、更光滑的表面、或兩者。在圖2的說明性實施例中,可將耐火塊102機械加工以形成玻璃溢流槽200。也是耐火物體的玻璃溢流槽200具有包括玻璃溢流槽部分202和錐形部分204的本體。玻璃溢流槽部分202包括具有沿著玻璃溢流形成塊200的長度減小的深度的槽。圖3包括錐形部分204的示例性形狀的截面圖。更具體地，錐形部分可包括楔狀2042、凹狀2044、或凸狀2046。其它形狀可用于滿足對于具體應用的需要或要求。
[0036]耐火塊102可具有特別適合于提供玻璃溢流槽200的一種或多種物理性質，玻璃溢流槽200用于形成包括如下的玻璃:鋁、硅、堿金屬(例如Na、K)、堿土金屬(例如Ca、Ba、Sr)、或其任意組合(“Al-Si玻璃”)。具體地，耐火塊102的物理性質可通過減少腐蝕來提高由耐火塊102形成的玻璃溢流槽的壽命。耐火塊102的較低腐蝕可幫助保持耐火塊102的機械完整性。當耐火塊102具有至少特定的理論密度和不大于特定的表觀孔隙率時，耐火塊102的腐蝕可減少。此外，當耐火塊102包括玻璃溢流槽時，較低的腐蝕可減少從玻璃溢流槽遷移到正使用玻璃溢流槽形成的玻璃中的材料的量并容許對使用玻璃溢流槽形成的玻璃片的組成的更好控制。減少耐火塊102的腐蝕還可充分地防止缺陷例如條痕或結的形成。當理論密度的百分數高于特定的值時和/或當耐火塊102的表觀孔隙率高于特定的值時，耐火塊102的腐蝕可減少。另外，當耐火塊102具有特定的理論密度和不大于特定的表觀孔隙率且耐火塊102包括玻璃溢流槽時，滲透耐火塊102的孔的玻璃材料的量可減少。這也可導致正在形成的玻璃片的減少的缺陷。
[0037]此外，當耐火塊102包括玻璃溢流槽時，耐火塊102的蠕變速率的最小化可提供最小的流掛變形(sag deformat1n)。如本文中所使用的流掛變形可指耐火塊102由于由耐火塊102和正使用耐火塊102形成的玻璃片的合計重量所施加的力的變形。最小的流掛變形可容許玻璃溢流槽用于制造具有不大于特定量(例如不大于約Imm)的厚度和具有至少特定的長度(例如至少約2m)的玻璃片。
[0038]在一個實施例中，耐火塊102可具有為至少約2.lMPa_m1/2、至少約2.5MPa_m1/2、或至少約2.9MPa-m1/2的斷裂韌度。耐火塊102的斷裂韌度可根據壓痕試驗測量。在一個具體實施例中，斷裂韌度可通過根據在本專利申請提交日時的ASTM E384-89的壓痕斷裂方法用0.5kg的施加負荷測量。耐火塊102的增加的斷裂韌度可使在耐火塊102的加熱期間可形成的耐火塊102的裂紋最小化。
[0039]在另一實施例中，可測量關于耐火塊102的玻璃接觸界面的品質。具體地，可使用在本專利申請提交日時的ASTM C621-09耐火材料耐熔融玻璃等溫腐蝕的標準試驗方法(ASTM C621-09Standard Test Method for Is othermal Corros1n Resistance ofRefractories to Molten Glass)的變型。在一個說明性的實施例中，制備一個或多個具有10X 10X50mm3的尺寸的樣品。將樣品懸掛在箱式電爐內。用一定量的碎玻璃(例如50g堿硅鋁酸鹽玻璃)填充鉬坩堝，然后將坩堝放置到所述爐中。將經填充的坩堝和樣品加熱到測試溫度(例如1200°C)，同時樣品保持懸掛在玻璃上方。在測試溫度下，將樣品降低到熔融的玻璃中并使樣品的底部部分附著到裝置的頂部固定物并在測試溫度下浸潰到熔體中特定的距離(例如約30mm)約120小時。然后將樣品在測試溫度下上升到玻璃外部并將樣品和坩堝冷卻。在冷卻之后，將樣品沿著其最長的尺寸切成兩半并將兩個半份都拋光。用立體顯微鏡觀察玻璃-樣品界面。當樣品已溶解到玻璃熔體中時和/或當樣品的片落入玻璃熔體中時，界面可被認作是“松散的”。松散的界面導致玻璃缺陷例如條痕和石頭(原始的或重結晶的)，其消極地影響玻璃制造(即產率和品質)。當在玻璃和樣品之間存在清楚的界面而在玻璃中或在樣品中沒有明顯的反應時，界面可被認作是“致密的”。具有致密的玻璃接觸性能的耐火物體可用于以良好的產率制造高品質玻璃。
[0040]此外，可測量耐火塊102的起泡性能。在一個實施例中，制備具有5X 25X 25mm3的尺寸的樣品。將稱重約5g的碎玻璃置于樣品的頂表面上。將頂部有碎玻璃的樣品在箱式電爐中以5到10°C /分鐘的速率加熱至1200°C。將具有碎玻璃的樣品保持在1200°C下16小時。然后將樣品以約20°C/分鐘的速率冷卻以避免在冷卻時的玻璃析晶。使用立體顯微鏡觀察玻璃中形成的許多氣泡。當觀察到特定數量的氣泡例如至少20個氣泡時，起泡水平被報道為“高的”。當未觀察到氣泡或者在玻璃中觀察到不大于特定數量的氣泡，例如小于20個氣泡、優選不大于10個氣泡時，起泡水平為“低的”。起泡常常導致玻璃片在大部分玻璃形成操作中被拒絕且期望起泡的最小化。
[0041]另外，可測量耐火塊102的理論密度(“Th.D”)的百分數。在一個實施例中，耐火塊102的理論密度的百分數可為不大于約98%、不大于約97%、或不大于約96%。在另一實施例中，耐火物體102的理論密度的百分數可為至少約91 %、至少約92%、或至少約93%。如本文中提及的理論密度為如果樣品的孔隙率(開放的和閉合的)等于O時樣品將具有的密度。給定樣品的理論密度的百分數，在本文中也稱作致密度(densificat1n)，可如方程式I中所示由其密度(“D”)相對于其理論密度的比計算:
[0042](D/Th.D.) X100 =% Th.D (致密度)(方程式 I)
[0043]當耐火塊102包括許多氧化物時，耐火塊102的理論密度可如方程式2中所示基于耐火塊中包括的氧化物的混合物的化學組成計算:
[0044]Wdry/ [ff0xl/Th.D0xl+ff0x2/Th.D0x2+- +ff0xn/Th.D0J = Th.D (方程式 2)
[0045]其中，Wfcy為氧化物的混合物的干重，WOx為具體氧化物的重量，且Th.D0x為具體氧化物的理論密度。
[0046]另外，如本文中提及的密度為所測量的耐火塊樣品的重量與其不具有開放孔隙的體積之間的比。所述體積是通過將樣品浸入到具有密度dUq的水中測量的。該方法可稱作浸潰密度方法或阿基米德方法且包括以下步驟:(I)將樣品抽真空以從表面和從開放的孔消除空氣和吸附的水；(2)將樣品浸潰在水中以填充開放的孔；(3)浸潰在水中測量樣品的重量(Wimm) ；(4)從液體中取出樣品并在這次在空氣中測量樣品的重量(Wwrt)之前擦拭表面；(5)將樣品干燥并測量它們的重量(Wty)。下面顯示的方程式3和4可用于計算樣品的山/又ο
[0047](Wdry - Wimm) /dU(1 = V (樣品的體積)
[0048](方程式3)
[0049]ffdry/V = D
[0050](方程式4)
[0051]此外，可測量耐火塊102的表觀孔隙率。在一個具體實施例中，耐火塊102的表觀孔隙率可為不大于約1 .0體積％、不大于約0.8體積％、不大于約0.5體積％、或不大于約
0.2體積％。如本文中所使用的開放(或表觀)孔隙率是可達到的孔隙的體積(即，所述體積可被填充)。表觀孔隙率在本文中作為如由方程式5顯示的總的體積的百分數表示，其中孔的體積(Vp_)根據方程式6計算:
[0052](VPoro/V) XlOO =% Poro
[0053](方程式5)
[0054](Wwet - Wdry) /dLiq = VP_
[0055](方程式6)
[0056]還可測量耐火塊102的蠕變速率。所述蠕變速率可為撓曲蠕變速率。撓曲蠕變速率為當使耐火物體在預定的溫度下經歷預定的機械應力一段預定的時間時耐火物體在垂直于耐火材料的長度的方向上的偏移(deflect1n)率的量度。在一個實施例中，耐火塊102的蠕變速率可為不大于約1.0X 1lT1、不大于約5.0X KT5IT1、不大于約7.5X101'不大于約4.gXlOl'或不大于約1.0IX1-Vi0在另一實施例中，耐火塊102的蠕變速率可為至少約2.0OX KTfV1、至少約8.0OX KTfV1、或至少約1.0OX 1-V1O在一個具體實施例中，使用4點彎曲裝置測量蠕變速率，其中外部支撐物之間的距離為約80mm，而內部支撐物隔開約40mm。將待測試的8X9X 10mm經表面研磨的材料棒放置在底部支撐物上并通過頂部固定物施加約2MPa的應力。該測試在約1275°C的溫度下進行約50小時。在整個測試期間記錄作為時間的函數的棒的偏移，然后計算棒的變形。在一個具體實施例中，可使用Hollenberg模型由棒的偏移計算棒的變形，如G.ff.Hollenberg等人在J.Am.Ceram.Soc.，Vol.54，N0.6，pl96_199 (1971)的“Calculat1n of Stresses and Strains in FourPoint Bending Creep Tests，，中所述的。
[0057]耐火塊102可包括具有不大于約500微米、不大于約300微米、或不大于約110微米的平均化尺寸的晶粒。在另一實施例中，耐火塊102的晶粒可包括具有至少約10微米、至少約30微米、或至少約50微米的平均化尺寸的晶粒。由耐火塊102的經拋光的截面的觀察結果和大量單粒(隨機選擇的至少100個晶粒)的長度(最大尺寸)和寬度(最小尺寸)的測量結果估計晶粒尺寸。可使用寬度、長度、或其組合，例如晶粒的平均寬度和平均長度的平均值(即，(平均寬度+平均長度)/2)，確定平均化的晶粒尺寸。在一個實施例中，平均化的晶粒尺寸可基于晶粒的寬度的平均值、晶粒的長度的平均值、對應于寬度或長度的中值等。當比較晶粒尺寸時，將一個樣品的長度與另一樣品或現有技術制品(composit1n)的長度進行比較，將一個樣品的寬度與另一樣品或現有技術制品的寬度進行比較，和將一個樣品的晶粒的中值與另一樣品或現有技術制品的晶粒的中值進行比較。
[0058]在另一實施例中，可由如先前關于平均長度和寬度所描述的對晶粒收集的數據確定尺寸分布。如本文中所使用的，DlO值代表第10個百分位數，D50值代表第50個百分位數，且D90值代表第90個百分位數。因此，D50對應于中值。在其中使用長度作為晶粒尺寸的基準的一個實施例中，對于耐火塊102的晶粒的尺寸的D1、D50值、D90值、或其組合可不大于約450微米、不大于約300微米、或不大于約150微米。在其中使用長度作為晶粒尺寸的基準的一個另外的實施例中，對于耐火塊102的晶粒的尺寸的D1、D50值、D90值、或其組合為至少約5微米、至少約20微米、或至少約50微米。
[0059]在燒結的陶瓷材料內的晶粒尺寸的分布可具有單一模式或多個模式，例如兩個、三個、四個等。在一個實施例中，燒結的陶瓷材料可具有平均化的晶粒尺寸的雙峰分布。在一個具體實施例中，所述模式之一可具有其它模式的平均化的晶粒尺寸的小于約50%、小于約40%、或小于約30%的平均化的晶粒尺寸。
[0060]此外，耐火塊102可具有一個或多個相，例如鋁相和二氧化硅相。在一個具體實施例中，耐火塊102的基本上所有的招可設置在招相中。在另一實施例中，當耐火塊102包括一種或多種添加劑時，添加劑的任意一種或多種可設置在鋁相和二氧化硅相中的每一者中。在一個另外的實施例中，耐火塊102的添加劑的任意一種或多種中的基本上所有都可設置在鋁相外部。在一個更具體的實施例中，添加劑的任意一種或多種中的基本上所有都可設置在二氧化硅相內。在一個進一步的實施例中，在耐火塊102的本體部分內，二氧化硅相基本上均勻地分散遍及鋁相。在還一實施例中，耐火塊102包括設置在耐火塊102的邊緣和本體部分之間且在本體部分外部的周邊區域，其中周邊區域的任意部分可在耐火塊102的邊緣的不大于約20mm、耐火物體的邊緣的不大于約10mm、耐火物體的邊緣的不大于約5_、或耐火塊102的邊緣的不大于約Imm內。
[0061]在一個實施例中，二氧化硅相包括硅酸鋁、硅酸鎂、硅酸鈣、硅酸鋇、硅酸鍶、硅酸釔、或其任意組合。在一個具體實施例中，耐火塊102包括不大于約1.0wt%的堿金屬氧化物(例如Na20、K2O)、不大于約0.5wt%的所述堿金屬氧化物、不大于約0.3界1:%的所述堿金屬氧化物、不大于約0.3wt%的所述堿金屬氧化物、或基本上不含任何堿金屬氧化物。在一個更具體的實施例中，基本上所有的堿金屬氧化物，如果存在的話，在二氧化硅相內。在一個進一步的實施例中，設置在二氧化硅相內的一種或多種添加劑可影響二氧化硅相的熔點。二氧化硅相的熔點可為至少約1300°C、至少約1400°C、至少約1500°C、至少約1600°C、或至少約1700°C。在另一實施例中，二氧化硅相的熔點大于至少約在形成耐火物體時使用的燒結溫度。
[0062]耐火塊102，當為玻璃溢流形成塊的形式時，在通過熔融方法形成玻璃片時可為有用的。圖4包括在玻璃片302的形成期間玻璃溢流形成塊的透視圖。將玻璃溢流形成塊加熱至在約1050°C到約1300°C范圍內的溫度。如先前所描述的，玻璃溢流形成塊包括玻璃溢流槽部分202和錐形部分204。在如說明的實施例中，玻璃溢流形成塊還包括大體上限定將形成的玻璃片302的寬度的端部防護物206。玻璃溢流形成塊進一步包括接收熔融玻璃組合物的入口部分208。在玻璃溢流槽部分202內的槽接收熔融玻璃組合物直至槽裝滿。之后，熔融玻璃組合物在玻璃溢流槽部分202的邊緣的至少一個之上流動。熔融玻璃組合物然后沿著玻璃溢流槽部分202和錐形部分204的相反的外表面流動。在錐形部分204的與玻璃溢流槽部分202相反的端部處，沿著相反的外表面的熔融玻璃組合物熔融在一起以形成玻璃片302。在另一實施例中，可形成另一類型的玻璃物體。
[0063]在一個實施例中，玻璃片302可具有至少約20微米、至少約30微米、或至少約50微米的厚度。在另一實施例中，玻璃片302可具有不大于約5_、不大于約3_、或不大于約
1.1mm的厚度。關于寬度，所述方法容許設定端部防護物206以容許玻璃片302的任何期望的寬度。例如，玻璃片302可具有至少約0.5m、至少約1.lm、至少約2.0m、至少約4.0m、或更大的寬度。
[0064]許多不同的方面和實施例是可能的。在本文中描述那些方面和實施例中的一些。在閱讀本說明書之后，熟練技術人員將理解，那些方面和實施例僅是說明性的且不限制本發明的范圍。
[0065]實施例可根據如下面列出的條目中的任何一個或多個。
[0066]條目1.一種耐火物體，包括:
[0067]至少約1wt % Al2O3 ;
[0068]至少約Iwt % S12 ;和
[0069]其中:
[0070]所述耐火物體包括不大于約0.5wt% ZrO2 ；
[0071 ] 所述耐火物體包括至少約0.2wt %的添加劑；
[0072]所述耐火物體包括不大于約Swt %的所述添加劑；
[0073]所述耐火物體包括至少約0.25wt %的所述添加劑；
[0074]所述耐火物體包括Ti02、Y203、Sr0、Ba0、Ca0、Ta205、Fe203、Zn0、Mg0、或其任意組合；
[0075]所述耐火物體的蠕變速率不大于約I X 1-V1 ；
[0076]所述耐火物體的蠕變速率為至少約I X KTfV1 ；
[0077]所述耐火物體的理論密度的百分數為至少約90% ；
[0078]所述耐火物體具有不大于約2體積％的表觀孔隙率；
[0079]所述耐火物體包括玻璃溢流槽或形成塊；或
[0080]其任意組合。
[0081]條目2.如條目I所述的耐火物體，其中所述耐火物體的蠕變速率不大于約
5.0X KTl.1、不大于約7.5X 10-?'不大于約4.9X 10-?'或不大于約1.01X10、'
[0082]條目3.如條目I或2所述的耐火物體，其中所述耐火物體的蠕變速率為至少約2 X 10-?'至少約 8 X 10-?'或至少約 IX 1-V10
[0083]條目4.如條目1-3中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的理論密度的百分數為不大于約95%、不大于約94%、或不大于約93%。
[0084]條目5.如條目1-4中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的理論密度的百分數為至少約91 %、至少約92%、或至少約93%。
[0085]條目6.如條目1-5中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的表觀孔隙率為不大于約0.8體積％、不大于約0.5體積％、或不大于約0.2體積％。
[0086]條目7.—種耐火物體，包括:
[0087]至少約1wt % Al2O3 ;
[0088]至少約Iwt % S12 ；
[0089]添加劑；
[0090]鋁相；
[0091]二氧化硅相；和
[0092]其中:
[0093]所述鋁相基本上由Al2O3組成；
[0094]在所述耐火物體的本體部分內，所述二氧化硅相基本上均勻地分散遍及所述鋁相；
[0095]基本上所有的所述添加劑在所述鋁相外部；
[0096]基本上所有的所述添加劑在所述二氧化硅相內；
[0097]所述添加劑在所述鋁相和所述二氧化硅相中的每一者內；或
[0098]其任意組合。
[0099]條目8.如條目7所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約Swt %的所述添加劑。
[0100]條目9.如條目8所述的耐火物體，其中所述二氧化硅相包括硅酸鋁、硅酸鎂、硅酸鈣、硅酸鋇、硅酸鍶、硅酸釔、或其任意組合。
[0101]條目10.如條目8或9所述的耐火物體，其中基本上所有的所述添加劑在所述二氧化硅相內。
[0102]條目11.如條目8-10中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約Iwt %的堿金屬氧化物、不大于約0.5wt%的所述堿金屬氧化物、或不大于約0.3wt%的所述堿金屬氧化物。
[0103]條目12.如條目11所述的耐火物體，其中基本上所有的所述堿金屬氧化物在所述二氧化硅相內。
[0104]條目13.如條目7-12中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括在所述耐火物體的邊緣與所述本體部分之間且在所述本體部分的外部設置的周邊區域，其中所述周邊區域的任意部分在所述耐火物體的邊緣的不大于約20_、所述耐火物體的邊緣的不大于約10_、所述耐火物體的邊緣的不大于約5_、或所述耐火物體的邊緣的不大于約1_內。
[0105]條目14.如條目7-13中任一項所述的耐火物體，其中所述二氧化硅相的熔點為至少約1300°C、至少約1400°C、至少約1500°C、至少約1600°C、或至少約1700°C。
[0106]條目15.如條目14所述的耐火物體，其中所述二氧化硅相的熔點為至少約在形成所述耐火物體時使用的燒結溫度。
[0107]條目16.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述添加劑作為燒結劑提供。
[0108]條目17.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述S12作為無定形Si02、結晶S12、或其組合提供。
[0109]條目18.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體中的至少約16 %的所述A1203、至少約25 %的所述A1203、或至少約50 %的所述Al2O3作為反應性Al2O3提供。
[0110]條目19.如條目I至18中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體中的不大于約99 %的所述Al2O3、不大于約90 %的所述Al2O3、或不大于約75 %的所述Al2O3作為反應性Al2O3提供。
[0111]條目20.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% ZrO2 和至少約 0.2wt% Y2O3。
[0112]條目21.如條目1-19中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約0.3wt% ZrO2、不大于約 0.2wt% ZrO2、或不大于約 0.05wt% ZrO2。
[0113]條目22.如條目1-20中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少0.03wt% ZrO2、至少 0.1wt % ZrO2、或至少 0.25wt% ZrO2。
[0114]條目23.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt%的所述添加劑、至少約0.4wt%的所述添加劑、或至少約0.6界1:%的所述添加劑。
[0115]條目24.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約8wt%的所述添加劑、不大于約7wt%的所述添加劑、或不大于約6?1:%的所述添加劑。
[0116]條目25.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述添加劑為所述耐火物體的多種添加劑中的具體添加劑。
[0117]條目26.如條目25所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.3wt%的所述多種添加劑中的每一種、至少約0.8￥丨％的所述多種添加劑中的每一種、至少1.6￥丨％的所述多種添加劑中的每一種、或至少2.5wt%的所述多種添加劑中的每一種。
[0118]條目27.如條目25所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約5wt%的所述具體添加劑。
[0119]條目28.如條目25-27中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體中的所述多種添加劑的總含量為至少約3wt%、至少約5wt%、或至少約7wt%。
[0120]條目29.如條目25-27中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體中的所述多種添加劑的總含量為不大于約14wt%、不大于約12wt%、或不大于約10wt%。
[0121]條目30.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% Ti02、至少約 0.4wt% T12、或至少 0.6wt% T120
[0122]條目31.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約
4.0wt% T12、不大于約 3.0wt% T12、或不大于約 2.0wt% T120
[0123]條目32.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% MgO、至少約 0.4wt% MgO、或至少約 0.6wt% MgO。
[0124]條目33.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約
4.5wt% MgO、不大于約 3.5wt% MgO、或不大于約 2.5wt% MgO。
[0125]條目34.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約
0.2wt% CaO、至少約 0.5wt% CaO、或至少約 0.7wt% CaO。
[0126]條目35.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% Fe2O3、至少約 0.7wt% Fe2O3、或至少約 0.9wt% Fe2O30
[0127]條目36.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約
0.2wt% Ta2O5、至少約 0.4wt% Ta2O5、或至少約 0.6wt% Ta2O50
[0128]條目37.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約
2.0wt% Ta2O5、不大于約 1.1wt% Ta2O5、或不大于約 0.7wt% Ta2O50
[0129]條目38.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約Iwt % Y2O3、至少約 2wt% Y2O3、或至少約 3wt% Y2O3。
[0130]條目39.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約9wt% Y2O3、不大于約8wt% Y2O3、或不大于約7wt% Y203。
[0131]條目40.如條目1_24、30和31中任一項所述的耐火物體，其中T12為所述耐火物體內的唯一添加劑。
[0132]條目41.如條目25-33中任一項所述的耐火物體，其中所述多種添加劑僅包括T12 和 MgO0
[0133]條目42.如條目25-34中任一項所述的耐火物體，其中所述多種添加劑僅包括Ti02、Mg0 和 CaO0
[0134]條目43.如條目25-31和35中任一項所述的耐火物體，其中所述多種添加劑僅包括 T12 和 Fe2O3。
[0135]條目44.如條目25-31和35_37中任一項所述的耐火物體，其中所述多種添加劑僅包括 T12、Fe2O3 和 Ta2O5。
[0136]條目45.如條目1_24、36和37中任一項所述的耐火物體，其中Ta2O5為所述耐火物體內的唯一添加劑。
[0137]條目46.如條目1_24、38和39中任一項所述的耐火物體，其中Y2O3為所述耐火物體的唯一添加劑。
[0138]條目47.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約20wt% Al2O3、至少約 50wt% Al2O3、至少約 70wt% Al2O3、至少約 85wt% Al2O3、至少約 90wt%Al2O3、或至少約 92wt% Al2O3O
[0139]條目48.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約95wt% Al2O3、不大于約 93wt% Al2O3、不大于約 92wt% Al2O3、或不大于約 90% A1203。
[0140]條目49.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約7wt% Si02、不大于約6wt% Si02、或不大于約4wt% Si02。
[0141]條目50.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約
1.1wt% S12、至少約 1.5wt% S12、至少約 2.1wt% S12、或至少約 2.7wt% S120
[0142]條目51.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的斷裂韌度為至少約 2.lMPa-m1/2、至少約 2.5MPa_m1/2、或至少約 2.9MPa_m1/2。
[0143]條目52.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體具有約0.5m、約1.lm、約2.0m、或至少約4.0m的長度。
[0144]條目53.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的晶粒的晶粒尺寸的D90值為不大于500微米、不大于350微米、或不大于200微米。
[0145]條目54.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括玻璃溢流槽或形成塊。
[0146]條目55.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體是燒結的。
[0147]條目56.如前述條目中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體通過等靜壓、滑移澆注、或其任意組合形成。
[0148]條目57.—種形成玻璃片的方法，所述方法包括:
[0149]提供根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括玻璃溢流槽；和
[0150]使玻璃材料流到所述玻璃溢流槽中并在所述玻璃溢流槽的至少一個邊緣之上流動以限定玻璃接觸區域，所述玻璃材料包括具有堿金屬、堿土金屬、或其任意組合的硅鋁酸鹽玻璃。
[0151]條目58.如條目57所述的方法，其中所述玻璃片具有至少約20微米、至少約30微米、或至少約50微米的厚度。
[0152]條目59.如條目57或58所述的方法，其中所述玻璃片具有不大于約5mm、不大于約3mm、或不大于約1.1mm的厚度。
[0153]條目60.如條目57-59中任一項所述的方法，其中所述玻璃片具有至少約0.2m、至少約0.5m、至少約0.7m、 至少約1.lm、至少約2.0m、至少約2.8m、或至少約3.4m的寬度。
[0154]條目61.如條目57-60中任一項所述的方法，其中所述玻璃溢流槽具有至少約
0.lm、至少約0.3m、或至少約0.5m的寬度。
[0155]條目62.如條目57-60中任一項所述的方法，其中所述玻璃片的寬度、所述玻璃溢流槽的寬度、或兩者是在與其中玻璃片形成的方向垂直的方向上測量的。
[0156]SM
[0157]將在以下實例中進一步描述本文中描述的構思，所述實例不限制權利要求書中描述的本發明的范圍。為了方便，可對該實例部分的數值取近似或四舍五入。
[0158]使用先前描述的方法和許多起始材料例如氧化鋁粉末、二氧化硅、具體的添加劑、其它材料、或其組合制備包括多種不同的燒結的陶瓷材料的耐火物體。表1-6包括樣品的組成，其中的所有主要含有氧化鋁。可存在痕量水平的雜質且其不被報道，因為這樣的雜質典型地不顯著影響這樣的的樣品的性能。另外，對于所述樣品的每一種所顯示的組分的總的％由于四舍五入而可能不為100%。
[0159]如先前所描述的那樣對樣品進行測試以確定表觀孔隙率和理論密度的百分數。另外，根據先前描述的方法對于表7中所示的具體樣品測量斷裂韌度、4點蠕變速率、玻璃接觸界面、起泡性能、或其組合。
[0160]表1包括具有MgO、CaO、T12、或其組合作為添加劑的樣品。用于樣品的起始材料包括一定量的反應性Al2O3、一定量的非反應性Al2O3、或兩者。例如，樣品1、2和3是使用94.0Owt %反應性Al2O3制備的。另外，樣品4是使用24.63wt%反應性Al2O3和73.89wt%非反應性Al2O3制備的。
[0161]對于表1中所不的一些樣品，添加MgT13作為起始材料。例如，樣品3是使用
2.0wt % MgT13制備的。用于制備表1的樣品16的MgT13包括33.2wt% MgO,66.2wt%T12,以及包括一定量的 A1203、S12、ZrO2、BaO、Fe2O3> P2O5> CaO、Na2O 和 K2O 的剩余部分。另外，樣品4是使用1.0wt^MgO制備的。對于表1中的一些樣品，滑石也被提供作為起始材料。為了說明，樣品I是使用6.0wt%滑石制備的，樣品2是使用5.0wt%滑石制備的，且樣品3是使用4.0wt%滑石制備的。用于制備表1的樣品的滑石包括74.86wt% A1203、
24.7wt% S12、以及包括一定量的 T12、Fe2O3、CaO、MgO、Na20、K20 和 P2O5 的剩余部分。
[0162]

【權利要求】
1.一種耐火物體，包括:
至少約 1wt % Al2O3 ； 至少約Iwt % S12 ;和 其中: 所述耐火物體包括不大于約0.5wt% ZrO2 ； 所述耐火物體包括至少約0.2?1:%的添加劑； 所述耐火物體包括不大于約8wt%的所述添加劑； 所述耐火物體包括至少約0.25wt%的所述添加劑； 所述耐火物體包括 Ti02、Y2O3> SrO、BaO, CaO, Ta2O5, Fe2O3> ZnO, MgO、或其任意組合； 所述耐火物體的蠕變速率不大于約IXlOlr1 ； 所述耐火物體的蠕變速率為至少約IXKT6ITi ； 所述耐火物體的理論密度的百分數為至少約90% ； 所述耐火物體具有不大于約2體積％的表觀孔隙率； 所述耐火物體包括玻璃溢流槽或形成塊；或 其任意組合。
2.根據權利要求1所述的耐火物體，其中所述耐火物體的蠕變速率不大于約5.0X KTl.1、不大于約7.5 X 10-?'不大于約4.9 X 10-?'或不大于約1.01X10、'
3.根據權利要求1或2所述的耐火物體，其中所述耐火物體的蠕變速率為至少約2 X 10-?'至少約 8 X 10-?'或至少約 IX 1-V10
4.根據權利要求1-3中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的理論密度的百分數為不大于約95%、不大于約94%、或不大于約93%。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的理論密度的百分數為至少約91 %、至少約92%、或至少約93%。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的表觀孔隙率為不大于約0.8體積％、不大于約0.5體積％、或不大于約0.2體積％。
7.一種耐火物體，包括:
至少約 1wt % Al2O3 ； 至少約Iwt % S12 ； 添加劑； 鋁相； 二氧化硅相；和 其中: 所述鋁相基本上由Al2O3組成； 在所述耐火物體的本體部分內，所述二氧化硅相基本上均勻地分散遍及所述鋁相； 基本上所有的所述添加劑在所述鋁相外部； 基本上所有的所述添加劑在所述二氧化硅相內； 所述添加劑在所述鋁相和所述二氧化硅相中的每一者內；或 其任意組合。
8.根據權利要求7所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約8wt%的所述添加劑。
9.根據權利要求8所述的耐火物體，其中所述二氧化硅相包括硅酸鋁、硅酸鎂、硅酸鈣、硅酸鋇、硅酸鍶、硅酸釔、或其任意組合。
10.根據權利要求8或9所述的耐火物體，其中基本上所有的所述添加劑在所述二氧化娃相內。
11.根據權利要求8-10中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約Iwt %的堿金屬氧化物、不大于約0.5wt%的所述堿金屬氧化物、或不大于約0.3wt%的所述堿金屬氧化物。
12.根據權利要求11所述的耐火物體，其中基本上所有的所述堿金屬氧化物在所述二氧化硅相內。
13.根據權利要求7-12中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括在所述耐火物體的邊緣與所述本體部分之間且在所述本體部分的外部設置的周邊區域，其中所述周邊區域的任意部分在所述耐火物體的邊緣的不大于約20_、所述耐火物體的邊緣的不大于約10_、所述耐火物體的邊緣的不大于約5_、或所述耐火物體的邊緣的不大于約1_內。
14.根據權利要求7-13中任一項所述的耐火物體，其中所述二氧化硅相的熔點為至少約1300°C、至少約1400°C、至少約1500°C、至少約1600°C、或至少約1700°C。
15.根據權利要求14所述的耐火物體，其中所述二氧化硅相的熔點為至少約在形成所述耐火物體時使用的燒結溫度。
16.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述添加劑作為燒結劑提供。
17.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述S12作為無定形S12、結晶S12、或其組合提供。
18.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體中的至少約16%的所述A1203、至少約25%的所述A1203、或至少約50%的所述Al2O3作為反應性Al2O3提供。
19.根據權利要求1-18中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體中的不大于約99 %的所述Al2O3、不大于約90 %的所述Al2O3、或不大于約75 %的所述Al2O3作為反應性Al2O3提供。
20.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% ZrO2 和至少約 0.2wt% Y2O3。
21.根據權利要求1-19中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約0.3wt% ZrO2、不大于約 0.2wt% ZrO2、或不大于約 0.05wt% ZrO2。
22.根據權利要求1-20中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少0.03wt% ZrO2、至少 0.1wt % ZrO2、或至少 0.25wt% ZrO2。
23.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt%的所述添加劑、至少約0.4wt%的所述添加劑、或至少約0.6界1:%的所述添加劑。
24.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約8wt%的所述添加劑、不大于約7wt%的所述添加劑、或不大于約6?1:%的所述添加劑。
25.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述添加劑為所述耐火物體的多種添加劑中的具體添加劑。
26.根據權利要求25所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.3wt%的所述多種添加劑中的每一種、至少約0.8￥丨％的所述多種添加劑中的每一種、至少1.6wt%的所述多種添加劑中的每一種、或至少2.5wt%的所述多種添加劑中的每一種。
27.根據權利要求25所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約5￥丨％的所述具體添加劑。
28.根據權利要求25-27中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體中的所述多種添加劑的總含量為至少約3wt%、至少約5wt%、或至少約7wt%。
29.根據權利要求25-27中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體中的所述多種添加劑的總含量為不大于約14wt%、不大于約12wt%、或不大于約10wt%。
30.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% Ti02、至少約 0. 4wt% T12、或至少 0.6wt% T120
31.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約4.0wt% T12、不大于約 3.0wt% T12、或不大于約 2.0wt% T120
32.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% MgO、至少約 0.4wt% MgO、或至少約 0.6wt% MgO。
33.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約4.5wt% MgO、不大于約 3.5wt% MgO、或不大于約 2.5wt% MgO。
34.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% CaO、至少約 0.5wt% CaO、或至少約 0.7wt% CaO。
35.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% Fe2O3、至少約 0.7wt% Fe2O3、或至少約 0.9wt% Fe2O30
36.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約0.2wt% Ta2O5、至少約 0.4wt% Ta2O5、或至少約 0.6wt% Ta2O50
37.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約2.0wt% Ta2O5、不大于約 1.1wt% Ta2O5、或不大于約 0.7wt% Ta2O50
38.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約Iwt % Y2O3、至少約 2wt% Y2O3、或至少約 3wt% Y2O3。
39.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約9wt% Y2O3、不大于約8wt% Y2O3、或不大于約7wt% Y203。
40.根據權利要求1_24、30和31中任一項所述的耐火物體，其中T12為所述耐火物體內的唯一添加劑。
41.根據權利要求25-33中任一項所述的耐火物體，其中所述多種添加劑僅包括Ti02和 MgO0
42.根據權利要求25-34中任一項所述的耐火物體，其中所述多種添加劑僅包括Ti02、MgO、和 CaO。
43.根據權利要求25-31和35中任一項所述的耐火物體，其中所述多種添加劑僅包括T12 和 Fe2O3。
44.根據權利要求25-31和35-37中任一項所述的耐火物體，其中所述多種添加劑僅包括 T12、Fe2O3 和 Ta2O5。
45.根據權利要求1_24、36和37中任一項所述的耐火物體，其中Ta2O5為所述耐火物體內的唯一添加劑。
46.根據權利要求1_24、38和39中任一項所述的耐火物體，其中Y2O3為所述耐火物體的唯一添加劑。
47.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約20wt% Al2O3、至少約 50wt% Al2O3、至少約 70wt% Al2O3、至少約 85wt% Al2O3、至少約 90wt%Al2O3、或至少約 92wt% Al2O3O
48.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約95wt% Al2O3、不大于約 93wt% Al2O3、不大于約 92wt% Al2O3、或不大于約 90% A1203。
49.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括不大于約7wt% Si02、不大于約6wt% Si02、或不大于約4wt% Si02。
50.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括至少約1.1wt% S12、至少約 1.5wt% S12、至少約 2.1wt% S12、或至少約 2.7wt% S120
51.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的斷裂韌度為至少約 2.lMPa-m1/2、至少約 2.5MPa_m1/2、或至少約 2.9MPa_m1/2。
52.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體具有約0.5m、約1.lm、約2.0m、或至少約4.0m的長度。
53.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體的晶粒的晶粒尺寸的D90值為不大于500微米、不大于350微米、或不大于200微米。
54.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括玻璃溢流槽或形成塊。
55.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體是燒結的。
56.根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體通過等靜壓、滑移澆注、或其任意組合形成。
57.—種形成玻璃片的方法,所述方法包括: 提供根據前述權利要求中任一項所述的耐火物體，其中所述耐火物體包括玻璃溢流槽；和 使玻璃材料流到所述玻璃溢流槽中并在所述玻璃溢流槽的至少一個邊緣之上流動以限定玻璃接觸區域，所述玻璃材料包括具有堿金屬、堿土金屬、或其任意組合的硅鋁酸鹽玻3?.
58.根據權利要求57所述的方法，其中所述玻璃片具有至少約20微米、至少約30微米、或至少約50微米的厚度。
59.根據權利要求57或58所述的方法，其中所述玻璃片具有不大于約5mm、不大于約3mm、或不大于約1.1mm的厚度。
60.根據權利要求57-59中任一項所述的方法，其中所述玻璃片具有至少約0.2m、至少約0.5m、至少約0.7m、至少約1.lm、至少約2.0m、至少約2.8m、或至少約3.4m的寬度。
61.根據權利要求57-60中任一項所述的方法，其中所述玻璃溢流槽具有至少約0.lm、至少約0.3m、或至少約0.5m的寬度。
62.根據權利要求57-60中任一項所述的方法，其中所述玻璃片的寬度、所述玻璃溢流槽的寬度、或兩者是在與其中所述玻璃片形成的方向垂直的方向上測量的。
【文檔編號】C03B17/06GK104136387SQ201380010416
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年1月10日 優先權日:2012年1月11日
【發明者】O·賽特, J·P·佛卡德, A·卡茲米爾恰克 申請人:圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司