一種低氟微晶玻璃的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種低氟微晶玻璃，按重量百分比計包括如下成分：55%≤二氧化硅＜56%，8%＜氧化鉀≤12%，18%＜氧化鈣≤20%，1%≤氟≤3%，1%＜氧化鋁≤5%，0＜氧化鋅≤4%，0＜氧化鈦≤2%，余量為氧化鈉。本發明提供的低氟微晶玻璃觀感呈現半透明玉質狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質感，質感細膩，晶瑩剔透，無輻射，而且韌性好、強度高，容易進一步加工成型，可廣泛應用在高檔石材的替代品等領域。
【專利說明】一種低氟微晶玻璃
【技術領域】
[0001]本發明涉及玻璃-陶瓷領域，特別涉及一種低氟微晶玻璃。
【背景技術】
[0002]隨著我國國民經濟穩定持續發展，人們生活水平隨之提高，對高檔建材的需求日益擴大，特別是對無輻射高檔石材的替代產品需求更為迫切，但國內的高檔石材的替代產品脆性大，不容易加工成型，導致很多高檔石材需要從國外進口，成本大為提升。
[0003]微晶玻璃又稱為陶瓷玻璃，具有玻璃和陶瓷的雙重特性，微晶玻璃由晶體組成，其原子排列有規律，因此，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，而又比玻璃韌性強。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優點，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、微波爐耐熱裂器皿、化工與防腐材料和礦山耐磨材料等，成為理想的高檔石材的替代產品。
[0004]現有的微晶玻璃多為高氟玻璃產品，由于氟在生產中揮發嚴重，使生產的穩定性不好控制，導致微晶玻璃生產成功率較低，即便成功生產出微晶玻璃也存在著色調單一、沒有紋理、表面氣孔率高、生產穩定性低及脆性大，不容易加工成型等缺點，并且高氟玻璃產品在生產過程中對窯爐腐蝕嚴重，導致窯爐使用壽命縮短，生產成本增大。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題在于提供一種質感細膩、晶瑩剔透、韌性好、強度高的低氟微晶玻璃。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供的低氟微晶玻璃按重量百分比計包括如下成分:55%≤二氧化硅< 56%，8% <氧化鉀≤12%, 18% <氧化鈣≤20%, 1%≤氟≤3%, 1% <氧化招< 5%, 0 <氧化鋅≤4%,0 <氧化鈦≤2%,余量為氧化鈉。
[0007]在本發明提供的微晶玻璃的各成分按重量百分比計限定如下:
[0008]二氧化硅賦予微晶玻璃良好的化學穩定性和熱穩定性，能提高微晶玻璃的強度，降低微晶玻璃的膨脹系數，但隨著含量增大，會導致玻璃液的粘度增大，微晶玻璃的熔制溫度升高，因此二氧化硅的含量設定為:55% <二氧化硅< 56%。
[0009]氧化鉀為良好的助溶劑，能提高微晶玻璃的光澤度，促進玻璃液的熔化和澄清，還能降低玻璃液的粘度，因此氧化鉀的含量設定為:8% <氧化鉀< 12%。
[0010]氧化鈣能降低玻璃液的高溫粘度，促進玻璃液的熔化和澄清，增加微晶玻璃的化學穩定性、機械強度和硬度，因此氧化鈣的含量設定為:18% <氧化鈣< 20%。
[0011]氟是一種優良的乳濁劑，氟含量過高時微晶玻璃的生產穩定性低，脆性大，易失透，因此氟的含量設定為:1%≤氟≤3%，更優選地，1%≤氟< 2%。
[0012]氧化鋁能夠降低微晶玻璃的析晶傾向，提高化學穩定性和機械強度及硬度，改善熱穩定性，降低電絕緣性，但隨著氧化鋁含量的提升，會導致微晶玻璃表面產生條紋，并會提高玻璃液的粘度，使熔化和澄清發生困難，反而增加析晶傾向，因此氧化鋁的含量設定為:1% <氧化鋁≤5%。
[0013]氧化鋅能提高微晶玻璃的化學穩定性，降低微晶玻璃的熱膨脹系數，但隨著氧化鋅含量的增加，會增大微晶玻璃析晶傾向，因此氧化鋅的含量設定為:0 <氧化鋅< 4%。
[0014]氧化鈦能降低微晶玻璃的熱膨脹系數，但引入過多時，會增大微晶玻璃的析晶能力，因此氧化鈦的含量設定為:0 <氧化鈦< 2%。
[0015]氧化鈉能降低玻璃液的粘度，促進玻璃液的熔化和澄清，因此微晶玻璃剩余的成分設定為氧化鈉。
[0016]本發明低氟微晶玻璃中氟含量低，其低氟低硅高鈣的成分配比有利于提高微晶玻璃生產的穩定性及成功率，上述成分配比的低氟微晶玻璃表面氣孔率低，吸水率低，沖擊韌性及抗折、抗壓強度高，加工成型性能強，該低氟微晶玻璃的觀感呈現半透明玉質狀，質感細膩，晶瑩剔透。
[0017]優選地，所述低氟微晶玻璃的主要晶相為Na4~3K2~3Ca5 (Si12030)匕，這種晶相呈板條狀，大大提高了低氟微晶玻璃的韌性及抗折抗壓強度，且易于加工切割。
[0018]優選地，所述低氟微晶玻璃的沖擊韌性為5.0kj/cm3~5.6kj/cm3。
[0019]優選地，所述低氟微晶玻璃的莫氏硬度為6.0~7.0。
[0020]優選地，所述低氟微晶玻璃的抗折強度為65MPa~85MPa。
[0021]優選地，所述低氟微晶玻璃的抗壓強度為600MPa~700MPa。
[0022]優選地，所述低氟微晶玻璃的體積密度為2.5g/cm3~2.8g/cm3。
[0023]本發明提供的低氟微晶玻璃觀感呈現半透明玉質狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質感，質感細膩，晶瑩剔透，無輻射，而且韌性好、強度高，容易進一步加工成型，可廣泛應用在高檔石材的替代品等領域。
【具體實施方式】
[0024]為使發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0025]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0026]表1為在不同成分組成下低氟微晶玻璃的性能參數表。
[0027]在知曉具體成分含量的條件下，按本領域已知的方法可制得本發明的低氟微晶玻璃，優選地按如下方法制備:
[0028]1、選擇石英砂、純堿、碳酸鉀、方解石、氧化鋁、氟化鈣、氧化鋅、氧化鈦中的一種或多種作為原料提供低氟玉石狀微晶玻璃的成分組成，按表1中實施例的成分配比計算原料的用量，稱重后混合得到基礎料；
[0029]2、將基礎料在1450°C~1500°C下熔化16h~24h，澄清后得到玻璃液；
[0030]3、將玻璃液在1050°C~1100°C下壓延成型，制成厚度為5mm~30mm的板材；
[0031]4、將板材在650°C~900°C下保溫6h~12h進行晶化處理，更優選地依次在650°C保溫1~2h，700°C保溫1~2h，750°C保溫1~2h，800°C保溫1~2h，850°C保溫1~2h及900°C保溫1~2h，再通過風機冷卻退火制得低氟微晶玻璃。[0032]如表1所示，本發明的低氟微晶玻璃具有較高的抗折和抗壓強度，硬度高，沖擊韌性強。成品低氟微晶玻璃具有天然玉石的潤澤度和蠟質感，質感細膩，晶瑩剔透，可制備成不同尺寸的型材以方便加工。
[0033]表1
【權利要求】
1.一種低氟微晶玻璃，其特征在于，按重量百分比計包括如下成分:55%<二氧化硅<56%, 8% <氧化鉀≤12%, 18% <氧化鈣≤20%, 1%≤氟≤3%, 1% <氧化鋁≤5%, 0 <氧化鋅≤4%, 0 <氧化鈦≤2%,余量為氧化鈉。
2.根據權利要求1所述的低氟微晶玻璃，其特征在于，所述低氟微晶玻璃的主要晶相為 Na4~3K2~3Ca5(Si1203CI)F4。
3.根據權利要求1所述的低氟微晶玻璃，其特征在于，所述低氟微晶玻璃的沖擊韌性為 5.0kj/cm3 ~5.6kj/cm3。
4.根據權利要求1所述的低氟微晶玻璃，其特征在于，所述低氟微晶玻璃的莫氏硬度為 6.0 ~7.0。
5.根據權利要求1所述的低氟微晶玻璃，其特征在于，所述低氟微晶玻璃的抗折強度為 65MPa ~85MPa。
6.根據權利要求1所述的低氟微晶玻璃，其特征在于，所述低氟微晶玻璃的抗壓強度為 600MPa ~700MPa。
7.根據權利要求1所述的低氟微晶玻璃，其特征在于，所述低氟微晶玻璃的體積密度為 2.5g/cm3 ~2.8g/cm3。
【文檔編號】C03C10/16GK103641323SQ201310665767
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】魏高恒, 高國良 申請人:遼寧紅山玉科技有限公司