一種玉石狀微晶玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種玉石狀微晶玻璃，按重量百分比計(jì)包括如下成分：50%≤二氧化硅＜56%，0≤氧化鋁＜1%，18%＜氧化鈣≤25%，1%≤氧化硼≤2%，5%≤氧化鉀＜8%，0＜氧化鋅≤4%，2%＜氟≤5%，余量為氧化鈉。本發(fā)明提供的玉石狀微晶玻璃觀感呈現(xiàn)半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感，而且韌性好、強(qiáng)度高，容易進(jìn)一步加工成型，可廣泛應(yīng)用在高檔石材的替代品等領(lǐng)域。
【專利說明】—種玉石狀微晶玻璃【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃-陶瓷領(lǐng)域，特別涉及一種玉石狀微晶玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，人們生活水平隨之提高，對(duì)高檔建材的需求日益擴(kuò)大，特別是對(duì)無輻射高檔石材的替代產(chǎn)品需求更為迫切，但國內(nèi)的高檔石材的替代產(chǎn)品脆性大，不容易加工成型，導(dǎo)致很多高檔石材需要從國外進(jìn)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(guī)律，因此，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，而又比玻璃韌性強(qiáng)。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墻及室內(nèi)高檔裝飾，還可做機(jī)械上的結(jié)構(gòu)材料，電子、電工上的絕緣材料，大規(guī)模集成電路的底板材料、微波爐耐熱列器皿、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(chǎn)品。 [0004]現(xiàn)有的微晶玻璃存在著色調(diào)單一、沒有紋理、表面氣孔率高及脆性大，不容易加工成型等缺點(diǎn)，導(dǎo)致微晶玻璃利用空間小，市場(chǎng)占有率低，嚴(yán)重抑制了微晶玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種韌性好、強(qiáng)度高的玉石狀微晶玻璃。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的玉石狀微晶玻璃按重量百分比計(jì)包括如下成分:50%≤二氧化硅< 56%，0≤氧化鋁< 1%，18% <氧化鈣≤25%，1%≤氧化硼≤2%，5% (氧化鉀< 8%,0 <氧化鋅≤4%, 2% <氟≤5%,余量為氧化鈉。
[0007]在本發(fā)明提供的玉石狀微晶玻璃的各成分按重量百分比計(jì)限定如下:
[0008]二氧化硅賦予微晶玻璃良好的化學(xué)穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性，透明性，較高的軟化溫度，硬度和機(jī)械強(qiáng)度，但隨著含量增大，熔融溫度升高，玻璃液粘度增大，難以形成微晶玻璃，因此二氧化硅的含量設(shè)定為:50%≤二氧化硅< 56%。
[0009]氧化鋁能夠降低微晶玻璃的析晶傾向，提高化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，改善熱穩(wěn)定性，但隨著氧化鋁含量的提升，會(huì)提高玻璃液的粘度，使熔化和澄清發(fā)生困難，反而增加析晶傾向，因此氧化鋁的含量設(shè)定為:0 <氧化鋁< 1%。
[0010]氧化鈣能降低玻璃液的高溫黏度，促進(jìn)玻璃液的熔化和澄清，增加微晶玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，因此氧化鈣的含量設(shè)定為:18% <氧化鈣< 25%。
[0011]氧化硼能降低微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)，提高熱穩(wěn)定性，以及改善微晶玻璃的成型性能，因此氧化硼的含量設(shè)定為:1% <氧化硼< 2%。
[0012]氧化鉀為良好的助溶劑，能降低玻璃液的粘度，促進(jìn)玻璃液的熔化和澄清，還能大大降低微晶玻璃的析晶傾向，因此氧化鉀的含量設(shè)定為:5% <氧化鉀< 8%。
[0013]氧化鋅能降低高溫時(shí)玻璃液的粘度，提高微晶玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和折射率，但隨著氧化鋅含量的增加，會(huì)導(dǎo)致微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)增大，因此氧化鋅的含量設(shè)定為:0<氧化鋅≤4%。[0014]氟是一種優(yōu)良的乳濁劑，氟含量過高時(shí)微晶玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性降低，易失透，因此氟的含量設(shè)定為:2% <氟≤5%。
[0015]氧化鈉能降低玻璃液的粘度，促進(jìn)玻璃液的熔化和澄清，因此微晶玻璃剩余的成分設(shè)定為氧化鈉。
[0016]本發(fā)明的玉石狀微晶玻璃未引入會(huì)提高退火溫度的氧化鎂，其低硅低鋁高鈣的成分配比能有效降低玉石狀微晶玻璃的表面氣孔率，提高沖擊韌性及抗折、抗壓強(qiáng)度，增強(qiáng)加工成型性能，該玉石狀微晶玻璃的觀感呈現(xiàn)半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感。
[0017]優(yōu)選地，本發(fā)明的玉石狀微晶玻璃的主要晶相為Na4~3K2~3Ca5(Si1203(l)F4，屬于Si02-Ca0-R20-F系列玻璃，這種晶相呈板條狀，大大提高了玉石狀微晶玻璃的韌性及抗折抗壓強(qiáng)度，且易于加工切割。
[0018]優(yōu)選地，所述玉石狀微晶玻璃的沖擊韌性為5.0kj/cm3~5.6kj/cm3。
[0019]優(yōu)選地，所述玉石狀微晶玻璃的莫氏硬度為6.5~7.5。
[0020]優(yōu)選地，所述玉石狀微晶玻璃的抗折強(qiáng)度為65MPa~80MPa。
[0021]優(yōu)選地，所述玉石狀微晶玻璃的抗壓強(qiáng)度為600MPa~800MPa。
[0022]優(yōu)選地，所述玉石狀微晶玻璃的可見光透過率為30%~40%。
[0023]本發(fā)明提供的玉石狀微晶玻璃觀感呈現(xiàn)半透明玉質(zhì)狀，具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感，而且韌性好、強(qiáng)度高，容易進(jìn)一步加工成型，可廣泛應(yīng)用在高檔石材的替代品等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0025]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0026]表1為在不同成分組成下玉石狀微晶玻璃的性能參數(shù)表。
[0027]在知曉具體成分含量的條件下，按本領(lǐng)域已知的方法可制得本發(fā)明的玉石狀微晶玻璃，優(yōu)選地按如下方法制備:
[0028]1、選擇石英砂、螢石、氧化鋁、方解石、純堿、碳酸鉀、硝酸鈉、硼酸、氧化鋅中的一種或多種作為原料提供玉石狀微晶玻璃的成分組成，按表1中實(shí)施例的成分配比計(jì)算原料的用量，稱重后混合得到基礎(chǔ)料，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，制備玉石狀微晶玻璃所用的原料不僅限于上述公開的原料，還可選擇鉀長石或石灰石等常用原料；
[0029]2、將基礎(chǔ)料在1400°C~1500°C下熔化12h~16h，澄清后得到玻璃液；
[0030]3、將玻璃液制成2mm~5mm的顆粒后放入模具中；
[0031]4、將裝有顆粒的模具經(jīng)過8h~12h升溫至1000°C~1080°C后保溫2h~4h，降溫至800°C~860°C后保溫2h~4h進(jìn)行晶化處理，再勻速退火制得玉石狀微晶玻璃。
[0032]如表1所示，本發(fā)明的玉石狀微晶玻璃具有較高的抗折和抗壓強(qiáng)度，硬度高，沖擊韌性強(qiáng)，可見光透過率與天然玉石相仿。成品玉石狀微晶玻璃具有天然玉石的潤澤度和蠟質(zhì)感，可制備成不同尺寸的型材以方便加工。
[0033]表1
【權(quán)利要求】
1.一種玉石狀微晶玻璃，其特征在于，按重量百分比計(jì)包括如下成分:50%<二氧化硅<56%, 0≤氧化鋁< 1%，18% <氧化鈣≤25%，1%≤氧化硼≤2%，5%≤氧化鉀< 8%，0 <氧化鋅≤4%，2% <氟≤5%，余量為氧化鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉石狀微晶玻璃，其特征在于，所述玉石狀微晶玻璃的主要晶相為 Na4 ~3K2 ~3Ca5(Si1203Q)F4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉石狀微晶玻璃，其特征在于，所述玉石狀微晶玻璃的沖擊朝性為 5.0kj/cm3 ~5.6kj/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉石狀微晶玻璃，其特征在于，所述玉石狀微晶玻璃的莫氏硬度為6.5~7.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉石狀微晶玻璃，其特征在于，所述玉石狀微晶玻璃的抗折強(qiáng)度為65MPa~80MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉石狀微晶玻璃，其特征在于，所述玉石狀微晶玻璃的抗壓強(qiáng)度為 600MPa ~800MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉石狀微晶玻璃，其特征在于，所述玉石狀微晶玻璃的可見光透過率為30%~40%。
【文檔編號(hào)】C03C10/16GK103663978SQ201310662967
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】魏高恒, 高國良 申請(qǐng)人:遼寧紅山玉科技有限公司