一種適用于汽車工業的微晶玻璃及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及玻璃制備技術領域，具體是一種適用于汽車工業的微晶玻璃及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 微晶玻璃又稱微晶玉石或陶瓷玻璃，是一種綜合玻璃。微晶玻璃和我們常見的玻 璃看起來大不相同。它具有玻璃和陶瓷的雙重特性，普通玻璃內部的原子排列是沒有規則 的，運也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一樣，由晶體組成，也就是說，它的原子 排列是有規律的。所W，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃初性強。微晶玻璃自研制成功W 來，已經在生物醫學、機械、電子、航空航天工程等領域獲得廣泛的應用。在過去的幾十年 中，研究人員對基礎玻璃的組成設計技術、微晶玻璃的核化與晶化機理、微晶玻璃的制備技 術及組成-結構-性能關系進行了大量的探索研究。與傳統玻璃相比，微晶玻璃具有優良 的熱學、力學、電學方面的性能，例如低熱膨脹系數、高抗壓強度、高抗彎強度、高彈性模量， 高斷裂初性等。隨著時代的發展，微晶玻璃因優異的性能逐漸應用于汽車行業，利用微晶玻 璃耐高溫、抗膨脹性可調等力學和熱學性能，用于活塞、旋轉葉片的制作上，也可用于噴射 式燃燒器中消除汽車尾氣中的碳氨化合物。現有的微晶玻璃生產技術制備的微晶玻璃強度 有限，使其在汽車工業的使用范圍受限。
【發明內容】
[0003] 針對W上問題，本發明提出了一種具有優良的抗彎強度和斷裂初性且透明度良好 的適用于汽車工業的微晶玻璃及其制備方法。
[0004] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案： 上述的一種適用于汽車工業的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比如下：Si〇2 65 ~72%、Li2〇 15 ~25%、Al2〇3 0 ~2. 6%、P205 1. 5 ~3. 5%、Zr〇2 0 ~4%、K20 1. 0 ~ 2. 5%、Sn〇20. 3 ~2.0%、Y2030. 2 ~1.5%、Sc2〇30. 5 ~1.8%。 陽0化]所述適用于汽車工業的微晶玻璃，作為本發明進一步的方案，其中，按照重量百分 比的原料成分配比如下：Si〇2 66~70%、Li2〇 17~24%、Al2〇3 0~1.8%、P205 1.7~ 3.2%、Zr〇2 0 ~3.5%、K20 1.3 ~2.4%、Sn〇2 0.5 ~1.8%、Y2030.4 ~1.5%、Sc2〇3 0.8 ~ 1. 8%。
[0006] 所述適用于汽車工業的微晶玻璃，作為本發明進一步的方案，其中，按照重量百分 比的原料成分配比如下：Si〇2 66~69%、Li2〇 18~23%、Al2〇3 0~1.6%、P205 1.7~ 3. l%、Zr〇20 ~3.4%、K201.5 ~2.4%、Sn〇20.8~1.8%、Y2030. 5 ~1.5%、Sc2〇30. 9 ~ 1. 8%。
[0007] 所述適用于汽車工業的微晶玻璃的制備方法，包括W下步驟： 1) 配置粉料：準確稱取各組分原料，并經球磨后，過70目篩，制成粉料； 2) 混合：將粉料放入剛玉罐中濕混1-化，制成漿料； 3) 烘干：將漿料采用旋轉蒸發器烘干，制成混合料； 4) 加熱融化：將混合料放入相蝸中，W15~20°C/min的升溫速率升溫至850~920°C， 保溫15~30min，然后W10~15°C/min的升溫速率升溫至1380~1550°C，保溫1~化， 直至玻璃烙體組分分布均勻且氣泡完全逸出，制得玻璃溶液； 5) 注入模具：將玻璃溶液倒入模具內，并將模具迅速放入電熱爐內，在500~550°C溫 度下退火0. 5~比，W消除基礎玻璃的內應力，獲得無色、透明、無氣泡的基礎玻璃； 6) 形核及晶化：將基礎玻璃放入電熱爐內，在530~600°C溫度下形核處理1~化，再 將電熱爐升溫至700~900°C晶化處理1~化，獲得微晶玻璃。 陽00引有益效果： 本發明【具體實施方式】中對比例1與實施例3采用相同的制備工藝，唯一的區別在于實 施例3的組分中包括Sn〇2,對比例1中不含Sn〇2。對比例2與實施例3采用相同的制備工 藝，唯一的區別在于實施例3的組分中包括Zr〇2，對比例1中不含Zr〇2。對比例1的抗 彎強度為322MPa，斷裂初性為3. 18MPa，m°'5,對比例2的抗彎強度為315MPa，斷裂初性為 3. 06MPa，m°'5。實施例3的抗彎強度為395MPa，斷裂初性為3. 82MPa，m°'5。根據此數據可W 看出，本發明通過添加Sn〇2，Sn〇2與Zr〇2配合，對微晶玻璃的力學強度具有明顯的增強效 果，本發明制備的微晶玻璃具有優良的抗彎強度和斷裂初性，且透明度良好，在汽車工業具 有更廣泛的適用范圍，具有良好的市場前景。
[0009] 本發明適用于汽車工業的微晶玻璃的制備方法能夠制備出力學性能優異的微晶 玻璃，簡單方便，易于推廣，生產成本較低，有利于提高企業效益。
【具體實施方式】
[0010] 下面結合具體實施例，對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。
[0011] 實施例1 本發明實施例1的適用于汽車工業的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比如 下：Si〇271%、Li2〇24%、Al2〇30.5%、P2051.6%、Zr〇20.4%、K201.2%、Sn〇20.4%、Y2O3 0. 3%、Sc2〇3 0. 6% ; 本發明實施例1的適用于汽車工業的微晶玻璃的制備方法，包括W下步驟： 1) 配置粉料：準確稱取各組分原料，并經球磨后，過70目篩，制成粉料； 2) 混合：將粉料放入剛玉罐中濕混比，制成漿料； 3) 烘干：將漿料采用旋轉蒸發器烘干，制成混合料； 4) 加熱融化：將混合料放入相蝸中，W15°C/min的升溫速率升溫至860°C，保溫 15min，然后W15°C/min的升溫速率升溫至1450°C，保溫化，直至玻璃烙體組分分布均勻且 氣泡完全逸出，制得玻璃溶液； 5) 注入模具：將玻璃溶液倒入模具內，并將模具迅速放入電熱爐內，在53(TC溫度下退 火0.化，W消除基礎玻璃的內應力，獲得無色、透明、無氣泡的基礎玻璃； 6) 形核及晶化：將基礎玻璃放入電熱爐內，在550°C溫度下形核處理化，再將電熱爐升 溫至750°C晶化處理化，獲得微晶玻璃。 陽〇1引 實施例2 本發明實施例2的適用于汽車工業的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比如 下：Si〇268%、LizO17%、AI2O32%、P2O53%、Zr〇23%、K2O2. 3%、Sn〇21. 7%、Y2O3 1. 5%、Sc2〇3 1. 5% ; 本發明實施例2的適用于汽車工業的微晶玻璃的制備方法，包括W下步驟： 1) 配置粉料：準確稱取各組分原料，并經球磨后，過70目篩，制成粉料； 2) 混合：將粉料放入剛玉罐中濕混化，制成漿料； 3) 烘干：將漿料采用旋轉蒸發器烘干，制成混合料； 4) 加熱融化：將混合料放入相蝸中，W20°C/min的升溫速率升溫至900°C，保溫 30min，然后W15°C/min的升溫速率升溫至1500°C，保溫化，直至玻璃烙體組分分布均勻且 氣泡完全逸出，制得玻璃溶液； 5) 注入模具：將玻璃溶液倒入模具內，并將模具迅速放入電熱爐內，在50(TC溫度下退 火比，W消除基礎玻璃的內應力，獲得無色、透明、無氣泡的基礎玻璃； 6) 形核及晶化：將基礎玻璃放入電熱爐內，在580°C溫度下形核處理化，再將電熱爐升 溫至850°C晶化處理2.化，獲得微晶玻璃。 陽〇1引 實施例3 本發明實施例3的適用于汽車工業的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比如 下：Si〇270%、LizO20%、AI2O31. 3%、P2O52%、Zr〇22%、K2O1. 5%、Sn〇21. 2%、 Y2O3O.8%、SC2O31.2% ; 本發明實施例3的適用于汽車工業的微晶玻璃的制備方法，包括W下步驟： 1) 配置粉料：準確稱取各組分原料，并經球磨后，過70目篩，制成粉料； 2) 混合：將粉料放入剛玉罐中濕混1.化，制成漿料； 3) 烘干：將漿料采用旋轉蒸發器烘干，制成混合料； 4) 加熱融化：將混合料放入相蝸中，W18°C/min的升溫速率升溫至880°C，保溫 25min，然后W13°C/min的升溫速率升溫至1480°C，保溫1.化，直至玻璃烙體組分分布均勻 且氣泡完全逸出，制得玻璃溶液； 5) 注入模具：將玻璃溶液倒入模具內，并將模具迅速放入電熱爐內，在53(TC溫度下退 火0.化，W消除基礎玻璃的內應力，獲得無色、透明、無氣泡的基礎玻璃； 6) 形核及晶化：將基礎玻璃放入電熱爐內，在560°C溫度下形核處理化，再將電熱爐升 溫至800°C晶化處理化，獲得微晶玻璃。
[0014] 實施例4 本發明實施例4的適用于汽車工業的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比 如下：Si〇268%、LizO20. 3%、AI2O30. 2%、P2O53. 5%、Zr