CN108455860A - 一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃材质研发技术领域，公开了一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，经过研究选定了基础玻璃配方，晶核剂的引入能显著降低基础玻璃的晶化温度，加快晶化速率，通过控制晶化温度、晶化保温时间及升温速率，获得了晶粒细小，结构均匀致密，晶相含量高，性能优良的微晶玻璃，制备得到的微晶玻璃除了具有突出的耐化学腐蚀性，其抗折强度、显微硬度、化学稳定性等性能指标也均达到一级标准，将其应用在腐蚀性液体的储存输送上，能够极大的解决危险化学品安全问题，还可用作反应器、电解池及搅拌器的内衬，具有极大的发展前景。
Description
技术领域
本发明属于玻璃研发技术领域，具体涉及一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃。
背景技术
普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。微晶玻璃，又称微晶玉石或陶瓷玻璃，是综合玻璃，是一种外国刚刚开发的新型的建筑材料，它的学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。微晶玻璃的显微结构主要由组成和热处理工艺所决定,对于微晶玻璃的物理特性如机械强度、断裂韧性、透光性、抗热震性等有很大影响。微晶玻璃的显微结构主要有枝晶结构、超细颗粒、多孔膜、残余结构、积木结构、柱状互锁结构、孤岛结构、片状孪晶等。
近年来，生物微晶玻璃得到了广泛深入的研究，并取得了一系列成果。若将微晶玻璃的耐化学腐蚀性作进一步提高，将其应用在腐蚀性液体的储存输送上，能够极大的解决危险化学品安全问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，能够显著提高微晶玻璃的耐化学腐蚀性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，基础玻璃的成分按照质量百分比计包含了：二氧化硅占55-58%、氧化钙占18-20%、氧化镁占6-8%、氧化铝占3-5%、氧化钾占2.0-2.3%、氧化钠占1.5-1.8%、剩余为氧化硼，其制备方法包括以下步骤：
（1）按照基础玻璃含量配制相应的矿物原料，加入质量分数占7.5-8.0%的晶核剂用瓷质研钵研磨混合均匀，然后装入高铝质坩埚中，送入硅碳棒电炉内在1300-1400℃下熔制，熔制时间为30-40分钟，保温时间为1-2小时；
（2）待玻璃熔体均化后，采用玻璃成型工艺浇注试件，浇注成型后将试件迅速放入事先预热的电阻炉中进行退火处理，退火温度为660-680℃，退火时间为25-30分钟，然后对玻璃件进行热处理；
（3）热处理过程为：将玻璃件加热至830-850℃，在此温度下核化保温1.0-1.5小时，然后在继续加热至880-900℃，在此温度下继续晶化保温处理1.5-2.0小时，经过热处理的试件自然冷却到室温。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述晶核剂按照质量百分比计由以下成分组成：碳化硅占10-12%、氧化锌占15-18%、氟化钙占24-28%、氧化钛占25-30%、剩余为氧化锆。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述研磨粒径大小在30-50目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述玻璃件在浇注前将模具放在马弗炉中预先加热至450-480℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述热处理中升温速度为：在达到600℃之前的升温速度为5-6℃/分钟，在达到800℃之后的升温速度为2.0-2.5℃/分钟，600-800℃之间的升温速度为3.0-3.5℃/分钟。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了提高现有微晶玻璃的耐化学腐蚀性，本发明提供了一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，经过研究选定了基础玻璃配方，晶核剂的引入能显著降低基础玻璃的晶化温度，加快晶化速率，通过控制晶化温度、晶化保温时间及升温速率，获得了晶粒细小，结构均匀致密，晶相含量高，性能优良的微晶玻璃，制备得到的微晶玻璃除了具有突出的耐化学腐蚀性，其抗折强度、显微硬度、化学稳定性等性能指标也均达到一级标准，将其应用在腐蚀性液体的储存输送上，能够极大的解决危险化学品安全问题，还可用作反应器、电解池及搅拌器的内衬，具有极大的发展前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，基础玻璃的成分按照质量百分比计包含了：二氧化硅占55%、氧化钙占18%、氧化镁占6%、氧化铝占3%、氧化钾占2.0%、氧化钠占1.5%、剩余为氧化硼，其制备方法包括以下步骤：
（1）按照基础玻璃含量配制相应的矿物原料，加入质量分数占7.5%的晶核剂用瓷质研钵研磨混合均匀，然后装入高铝质坩埚中，送入硅碳棒电炉内在1300℃下熔制，熔制时间为30分钟，保温时间为1小时；
（2）待玻璃熔体均化后，采用玻璃成型工艺浇注试件，浇注成型后将试件迅速放入事先预热的电阻炉中进行退火处理，退火温度为660℃，退火时间为25分钟，然后对玻璃件进行热处理；
（3）热处理过程为：将玻璃件加热至830℃，在此温度下核化保温1.0小时，然后在继续加热至880℃，在此温度下继续晶化保温处理1.5小时，经过热处理的试件自然冷却到室温。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述晶核剂按照质量百分比计由以下成分组成：碳化硅占10%、氧化锌占15%、氟化钙占24%、氧化钛占25%、剩余为氧化锆。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述研磨粒径大小在30-50目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述玻璃件在浇注前将模具放在马弗炉中预先加热至450℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述热处理中升温速度为：在达到600℃之前的升温速度为5℃/分钟，在达到800℃之后的升温速度为2.0℃/分钟，600-800℃之间的升温速度为3.0℃/分钟。
实施例2
一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，基础玻璃的成分按照质量百分比计包含了：二氧化硅占56%、氧化钙占19%、氧化镁占7%、氧化铝占4%、氧化钾占2.1%、氧化钠占1.6%、剩余为氧化硼，其制备方法包括以下步骤：
（1）按照基础玻璃含量配制相应的矿物原料，加入质量分数占7.8%的晶核剂用瓷质研钵研磨混合均匀，然后装入高铝质坩埚中，送入硅碳棒电炉内在1350℃下熔制，熔制时间为35分钟，保温时间为1.5小时；
（2）待玻璃熔体均化后，采用玻璃成型工艺浇注试件，浇注成型后将试件迅速放入事先预热的电阻炉中进行退火处理，退火温度为670℃，退火时间为28分钟，然后对玻璃件进行热处理；
（3）热处理过程为：将玻璃件加热至840℃，在此温度下核化保温1.2小时，然后在继续加热至890℃，在此温度下继续晶化保温处理1.8小时，经过热处理的试件自然冷却到室温。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述晶核剂按照质量百分比计由以下成分组成：碳化硅占11%、氧化锌占16%、氟化钙占26%、氧化钛占28%、剩余为氧化锆。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述研磨粒径大小在30-50目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述玻璃件在浇注前将模具放在马弗炉中预先加热至460℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述热处理中升温速度为：在达到600℃之前的升温速度为5.5℃/分钟，在达到800℃之后的升温速度为2.3℃/分钟，600-800℃之间的升温速度为3.3℃/分钟。
实施例3
一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，基础玻璃的成分按照质量百分比计包含了：二氧化硅占58%、氧化钙占20%、氧化镁占8%、氧化铝占5%、氧化钾占2.3%、氧化钠占1.8%、剩余为氧化硼，其制备方法包括以下步骤：
（1）按照基础玻璃含量配制相应的矿物原料，加入质量分数占8.0%的晶核剂用瓷质研钵研磨混合均匀，然后装入高铝质坩埚中，送入硅碳棒电炉内在1400℃下熔制，熔制时间为40分钟，保温时间为2小时；
（2）待玻璃熔体均化后，采用玻璃成型工艺浇注试件，浇注成型后将试件迅速放入事先预热的电阻炉中进行退火处理，退火温度为680℃，退火时间为30分钟，然后对玻璃件进行热处理；
（3）热处理过程为：将玻璃件加热至850℃，在此温度下核化保温1.5小时，然后在继续加热至900℃，在此温度下继续晶化保温处理2.0小时，经过热处理的试件自然冷却到室温。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述晶核剂按照质量百分比计由以下成分组成：碳化硅占12%、氧化锌占18%、氟化钙占28%、氧化钛占30%、剩余为氧化锆。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述研磨粒径大小在30-50目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述玻璃件在浇注前将模具放在马弗炉中预先加热至480℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述热处理中升温速度为：在达到600℃之前的升温速度为6℃/分钟，在达到800℃之后的升温速度为2.5℃/分钟，600-800℃之间的升温速度为3.5℃/分钟。
Claims (5)
1.一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，其特征在于，基础玻璃的成分按照质量百分比计包含了：二氧化硅占55-58%、氧化钙占18-20%、氧化镁占6-8%、氧化铝占3-5%、氧化钾占2.0-2.3%、氧化钠占1.5-1.8%、剩余为氧化硼，其制备方法包括以下步骤：
（1）按照基础玻璃含量配制相应的矿物原料，加入质量分数占7.5-8.0%的晶核剂用瓷质研钵研磨混合均匀，然后装入高铝质坩埚中，送入硅碳棒电炉内在1300-1400℃下熔制，熔制时间为30-40分钟，保温时间为1-2小时；
（2）待玻璃熔体均化后，采用玻璃成型工艺浇注试件，浇注成型后将试件迅速放入事先预热的电阻炉中进行退火处理，退火温度为660-680℃，退火时间为25-30分钟，然后对玻璃件进行热处理；
（3）热处理过程为：将玻璃件加热至830-850℃，在此温度下核化保温1.0-1.5小时，然后在继续加热至880-900℃，在此温度下继续晶化保温处理1.5-2.0小时，经过热处理的试件自然冷却到室温。
2.如权利要求1所述一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，其特征在于，步骤（1）所述晶核剂按照质量百分比计由以下成分组成：碳化硅占10-12%、氧化锌占15-18%、氟化钙占24-28%、氧化钛占25-30%、剩余为氧化锆。
3.如权利要求1所述一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，其特征在于，步骤（1）所述研磨粒径大小在30-50目之间。
4.如权利要求1所述一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，其特征在于，步骤（2）所述玻璃件在浇注前将模具放在马弗炉中预先加热至450-480℃。
5.如权利要求1所述一种耐化学腐蚀性能突出的微晶玻璃，其特征在于，步骤（3）所述热处理中升温速度为：在达到600℃之前的升温速度为5-6℃/分钟，在达到800℃之后的升温速度为2.0-2.5℃/分钟，600-800℃之间的升温速度为3.0-3.5℃/分钟。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108975712A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-11 | 王召惠 | 一种高强度耐化学腐蚀型微晶玻璃的制备方法 |
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2017
- 2017-12-29 CN CN201711476877.8A patent/CN108455860A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180828 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |