一種抗斷裂硬質玻璃材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種抗斷裂硬質玻璃材料及其制備方法，抗斷裂硬質玻璃材料由以下成分按照重量比組成：ZrO2為8～13份、SiO2為14～19份、K2O為6～8份、CeO2為9～11份、Fe2O3為2～4份。取上述的原料成分進行球磨，球磨后再進行干燥，干燥后進行高溫熔煉，最后退火制備得到抗斷裂硬質玻璃材料。制備的玻璃材料具有良好的抗斷裂能力和較高的維氏硬度，可顯著的提高玻璃材料的應用范圍。
【專利說明】一種抗斷裂硬質玻璃材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種玻璃材料及其制備方法，特別是涉及一種具有優異的抗斷裂性能和較高的硬度的玻璃材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著玻璃制品在工業、醫藥和建筑物等領域的廣泛應用，現有的對玻璃的需求已不僅限于用來隔擋和透光。更多的則是對玻璃的良好力學強度的需求，如好的抗斷裂性能和高的硬度。但是由于玻璃自身的內部結構造成了其的力學不佳，因此對玻璃制備組分的改進日益成為人們關注的主題。
現有技術在提高玻璃的硬度時，常常加入氧化鉛來獲得硬度高、耐磨性好和抗斷裂性能好的的玻璃，但是由于氧化鉛的加入會對人體和環境產生負面影響，因此對于優異的抗斷裂和高硬度的環境友好型玻璃也日益成為需要。
【發明內容】
[0003]要解決的技術問題:常規的玻璃材料的在受到外力時容易斷裂，抗斷裂性能較差、且普通玻璃的硬度也較低，限制了玻璃廣泛使用的問題。
[0004]技術方案:本發明公開了一種抗斷裂硬質玻璃材料及其制備方法，抗斷裂硬質玻璃材料是由以下成分按照重量比組成=ZrO2為8~13份、SiO2為14~19份、K2O為6~8份、CeO2為9~11份、Fe2O3為2~4份。
[0005]一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法，制備方法包括如下步驟:(1)抗斷裂硬質玻璃材料按照重量比的組成為=ZrO2為8~13份、SiO2為14~19份、K2O為6~8份、CeO2為9~11份、Fe2O3為2~4份,將上述原料進行室溫混合；(2)混合后的玻璃原料用球磨機進行球磨處理，球磨后過350目篩子，過篩后高溫干燥；(3)干燥后取剛玉坩堝，將混勻的干燥后的玻璃原料加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱至1280~1380°C，加熱時升溫的速率為30°C /min，加熱的同時用石英棒進行攪拌；(4)加熱至最高溫度后再攪拌，攪拌結束后通氣進行澄清；(5)澄清后將玻璃液澆注至模具中；(6)玻璃液進行退火處理，第一階段退火至770V時保溫30min，第二階段退火至670°C時保持lh，最后再冷卻至室溫，制備得抗斷裂硬質玻璃材料。
[0006]一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法中，玻璃原料中ZrO2優選為13份。
[0007]一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法中，將混勻的干燥后的玻璃原料加入剛玉坩堝后，剛玉坩堝優選加熱至1380°C。
[0008]一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法中，玻璃原料中CeO2優選為10~11份。 [0009]有益效果:最終制備得到的玻璃材料具有較好的抗斷裂性能和較高的維氏硬度，抗沖擊性能測試方法為將重量為0.5kg的鋼球分別從0.4m、0.6m、0.8m的高空落至玻璃材料上，本發明的玻璃材料無破損現象。經過維氏硬度計測定玻璃材料的維氏硬度后，玻璃材料的維氏硬度為683至698，也具有較高的維氏硬度。【具體實施方式】
[0010]實施例1
一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法，制備方法包括如下步驟:(1)抗斷裂硬質玻璃材料按照重量比的組成為=ZrO2為8kg、SiO2為19kg、K2O為7kg、CeO2為9kg、Fe2O3為2kg，將上述原料進行室溫混合；(2)混合后的玻璃原料用球磨機進行球磨處理，球磨后過350目篩子，過篩后高溫干燥；(3)干燥后取剛玉坩堝，將混勻的干燥后的玻璃原料加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱至1380°C，加熱時升溫的速率為30°C /min，加熱的同時用石英棒進行攪拌；(4)加熱至最高溫度后再攪拌，攪拌結束后通氣進行澄清；(5)澄清后將玻璃液澆注至模具中；(6)玻璃液進行退火處理，第一階段退火至770°C時保溫30min，第二階段退火至670°C時保持lh，最后再冷卻至室溫，制備得抗斷裂硬質玻璃材料。
[0011]實施例2
一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法，制備方法包括如下步驟:(1)抗斷裂硬質玻璃材料按照重量比的組成為=ZrO2為llkg、Si02為14kg、K20為8kg、Ce02為10kg、Fe203為3kg，將上述原料進行室溫混合；(2)混合后的玻璃原料用球磨機進行球磨處理，球磨后過350目篩子，過篩后高溫干燥；(3)干燥后取剛玉坩堝，將混勻的干燥后的玻璃原料加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱至1280°C，加熱時升溫的速率為30°C /min，加熱的同時用石英棒進行攪拌；(4)加熱至最高溫度后再攪拌，攪拌結束后通氣進行澄清；(5)澄清后將玻璃液澆注至模具中；(6)玻璃液進行退火處理，第一階段退火至770°C時保溫30min，第二階段退火至670°C時保持lh，最后再冷卻至室溫，制備得抗斷裂硬質玻璃材料。
[0012]實施例3
一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法，制備方法包括如下步驟:(1)抗斷裂硬質玻璃材料按照重量比的組成為=ZrO2為13kg、Si02為16kg、K20為6kg、Ce02為llkg、Fe203為4kg，將上述原料進行室溫混合；(2)混合后的玻璃原料用球磨機進行球磨處理，球磨后過350目篩子，過篩后高溫干燥；(3)干燥后取剛玉坩堝，將混勻的干燥后的玻璃原料加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱至1340°C，加熱時升溫的速率為30°C /min，加熱的同時用石英棒進行攪拌；(4)加熱至最高溫度后再攪拌，攪拌結束后通氣進行澄清；(5)澄清后將玻璃液澆注至模具中；(6)玻璃液進行退火處理，第一階段退火至770°C時保溫30min，第二階段退火至670°C時保持lh，最后再冷卻至室溫，制備得抗斷裂硬質玻璃材料。
[0013]實施例1、實施例2、實施例3的抗斷裂性能測試方法為將重量為0.5kg的鋼球分別從0.4m、0.6m、0.8m的高空落至玻璃材料上，硬度測定方法為用維氏硬度計測定了維氏硬度，具體情況如下
【權利要求】
1.一種抗斷裂硬質玻璃材料，其特征在于抗斷裂硬質玻璃材料是由以下成分按照重量比組成:Zr02為8~13份、SiO2為14~19份、K2O為6~8份、CeO2為9~11份、Fe2O3為2~4份。
2.根據權利要求1所述的一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法，其特征在于制備方法包括如下步驟:(I)抗斷裂硬質玻璃材料按照重量比的組成為=ZrO2為8~13份、SiO2為14~19份、K2O為6~8份、CeO2為9~11份、Fe2O3為2~4份，將上述原料進行室溫混合；(2)混合后的玻璃原料用球磨機進行球磨處理，球磨后過350目篩子，過篩后高溫干燥；(3)干燥后取剛玉坩堝，將混勻的干燥后的玻璃原料加入剛玉坩堝中，將剛玉坩堝加熱至1280~1380°C，加熱時升溫的速率為30°C /min，加熱的同時用石英棒進行攪拌；(4)加熱至最高溫度后再攪拌，攪拌結束后通氣進行澄清；(5)澄清后將玻璃液澆注至模具中；(6)玻璃液進行退火處理，第一階段退火至770°C時保溫30min，第二階段退火至670°C時保持lh，最后再冷卻至室溫，制備得抗斷裂硬質玻璃材料。
3.根據權利要求2所述的一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法，其特征在于玻璃原料Φ ZrO2 % 13 份。
4.根據權利要求2所述的一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法，其特征在于將混勻的干燥后的玻璃原料加入剛玉坩堝后，剛玉坩堝加熱至1380°C。
5.根據權利要求2所述的一種抗斷裂硬質玻璃材料的制備方法，其特征在于玻璃原料中CeO2為10~11份。
【文檔編號】C03C3/062GK103771703SQ201410026381
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月21日 優先權日:2014年1月21日
【發明者】黃林沖, 顧海波, 曹承 申請人:江蘇奧藍工程玻璃有限公司