CN103833218A - 一种抗断裂的复合玻璃材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗断裂的复合玻璃材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗断裂的复合玻璃材料及其制备方法，抗断裂的复合玻璃材料由以下成分按照重量比组成：P2O5为5～10份、BaO为3～6份、Sb2O3为4～6份、Na2O为8～12份、MgO为10～13份、SiO2为27～33份。制备抗断裂的复合玻璃材料的方法包括粉碎、过筛子、熔炼、通气搅拌、退火等。制备得到的复合玻璃材料具有较好的抗断裂性能，断裂韧性较高，可以满足高韧性玻璃的需要。

Description

一种抗断裂的复合玻璃材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合玻璃材料及其制备方法，特别是涉及一种具有良好抗断裂性能的玻璃材料及其制备方法。
背景技术
玻璃有很多种，按照制造工艺的不同可以分为垂直引上法制备工艺、平拉法制备工艺、浮法制备工艺等。常规玻璃材料按照性能的不同又可划分为磨砂玻璃、钢化玻璃、镀膜玻璃、透光玻璃等。若在玻璃的熔炼过程中加入一定的金属化合物，还可以让玻璃具有特定的颜色，满足客户的不同需要。
在我们实际的使用过程，除少量特种玻璃意外，常规的玻璃通常在受到碰撞时，易产生破碎的情况。抗断裂的玻璃较为少见。提高玻璃的抗断裂性能，可以有效的提升玻璃的性能，扩大玻璃的使用范围，具有良好的市场空间。
发明内容
要解决的技术问题：常规的复合玻璃材料的抗断裂性能较低、弹性模量较低，受到撞击易破碎的问题。
技术方案：本发明公开了一种抗断裂的复合玻璃材料及其制备方法，抗断裂的复合玻璃材料由以下成分按照重量比组成：P2O5为5～10份、BaO为3～6份、Sb2O3为4～6份、Na2O为8～12份、MgO为10～13份、SiO2为27～33份。
一种抗断裂的复合玻璃材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：（1）制备玻璃的原料成分按照重量比分别为：P2O5为5～10份、BaO为3～6份、Sb2O3为4～6份、Na2O为8～12份、MgO为10～13份、SiO2为27～33份，取各上述成分的对应原料进行室温混合；（2）将上述的各对应原料成分通过粉碎机进行粉碎，粉碎后过300目筛子，过筛后进行通风干燥，干燥的时长为0.5h；（3）干燥后将300目的混合成分原料放入石英坩埚中，加热至1180～1260℃，加热过程中坩埚升温速率为70℃/min，温度恒定后保温5h，保温的同时进行搅拌；（4）搅拌后通气进行澄清；（5）澄清后将复合玻璃材料浇注至模具中；（6）浇注结束后进行退火，退火至900℃时保温2h，再退火至650℃时保温3h，最后退火至室温，制备得抗断裂的复合玻璃材料。
复合玻璃制备过程中，玻璃原料中MgO的分量优选为13份。
复合玻璃制备过程中，玻璃原料中SiO2的分量优选为30～33份。
复合玻璃制备过程中，干燥后将300目的玻璃混合成分原料放入石英坩埚中后，优选加热至1180℃。
有益效果：本发明制备得到的复合玻璃材料克服了常规玻璃材料断裂韧性较低、弹性模量较低的问题，有效的提高了复合玻璃的抗断裂性能，复合玻璃材料断裂韧性为2.9MPa·m1/2至3.2 MPa·m1/2，弹性模量为83GPa至89GPa。
具体实施方式
实施例1
一种抗断裂的复合玻璃材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：（1）制备玻璃的原料成分按照重量比分别为：P2O5为5kg、BaO为6kg、Sb2O3为5kg、Na2O为8kg、MgO为13kg、SiO2为30kg，取各上述成分的对应原料进行室温混合；（2）将上述的各对应原料成分通过粉碎机进行粉碎，粉碎后过300目筛子，过筛后进行通风干燥，干燥的时长为0.5h；（3）干燥后将300目的混合成分原料放入石英坩埚中，加热至1180℃，加热过程中坩埚升温速率为70℃/min，温度恒定后保温5h，保温的同时进行搅拌；（4）搅拌后通气进行澄清；（5）澄清后将复合玻璃材料浇注至模具中；（6）浇注结束后进行退火，退火至900℃时保温2h，再退火至650℃时保温3h，最后退火至室温，制备得抗断裂的复合玻璃材料。
实施例2
一种抗断裂的复合玻璃材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：（1）制备玻璃的原料成分按照重量比分别为：P2O5为7kg、BaO为4kg、Sb2O3为6kg、Na2O为12kg、MgO为10kg、SiO2为27kg，取各上述成分的对应原料进行室温混合；（2）将上述的各对应原料成分通过粉碎机进行粉碎，粉碎后过300目筛子，过筛后进行通风干燥，干燥的时长为0.5h；（3）干燥后将300目的混合成分原料放入石英坩埚中，加热至1220℃，加热过程中坩埚升温速率为70℃/min，温度恒定后保温5h，保温的同时进行搅拌；（4）搅拌后通气进行澄清；（5）澄清后将复合玻璃材料浇注至模具中；（6）浇注结束后进行退火，退火至900℃时保温2h，再退火至650℃时保温3h，最后退火至室温，制备得抗断裂的复合玻璃材料。
实施例3
一种抗断裂的复合玻璃材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：（1）制备玻璃的原料成分按照重量比分别为：P2O5为10kg、BaO为3kg、Sb2O3为4kg、Na2O为10kg、MgO为11kg、SiO2为33kg，取各上述成分的对应原料进行室温混合；（2）将上述的各对应原料成分通过粉碎机进行粉碎，粉碎后过300目筛子，过筛后进行通风干燥，干燥的时长为0.5h；（3）干燥后将300目的混合成分原料放入石英坩埚中，加热至1260℃，加热过程中坩埚升温速率为70℃/min，温度恒定后保温5h，保温的同时进行搅拌；（4）搅拌后通气进行澄清；（5）澄清后将复合玻璃材料浇注至模具中；（6）浇注结束后进行退火，退火至900℃时保温2h，再退火至650℃时保温3h，最后退火至室温，制备得抗断裂的复合玻璃材料。
测定了本发明制备方法制备的实施例1、实施例2、实施例3的复合玻璃材料的断裂韧性和弹性模量，断裂韧性和弹性模量数据如下表。
  实施例1 实施例2 实施例3
断裂韧性（MPa·m1/2） 3.2 2.9 3.1
弹性模量（GPa） 83 87 89
制备得到的复合玻璃材料具有较高的断裂韧性和弹性模量，可以适用于抗断裂的情况下提升玻璃材料的抗断裂效果。

Claims (5)

1.一种抗断裂的复合玻璃材料，其特征在于抗断裂的复合玻璃材料由以下成分按照重量比组成：P2O5为5～10份、BaO为3～6份、Sb2O3为4～6份、Na2O为8～12份、MgO为10～13份、SiO2为27～33份。
2.根据权利要求1所述的一种抗断裂的复合玻璃材料的制备方法，其特征在于制备方法包括如下步骤：（1）制备玻璃的原料成分按照重量比分别为：P2O5为5～10份、BaO为3～6份、Sb2O3为4～6份、Na2O为8～12份、MgO为10～13份、SiO2为27～33份，取各上述成分的对应原料进行室温混合；（2）将上述的各对应原料成分通过粉碎机进行粉碎，粉碎后过300目筛子，过筛后进行通风干燥，干燥的时长为0.5h；（3）干燥后将300目的混合成分原料放入石英坩埚中，加热至1180～1260℃，加热过程中坩埚升温速率为70℃/min，温度恒定后保温5h，保温的同时进行搅拌；（4）搅拌后通气进行澄清；（5）澄清后将复合玻璃材料浇注至模具中；（6）浇注结束后进行退火，退火至900℃时保温2h，再退火至650℃时保温3h，最后退火至室温，制备得抗断裂的复合玻璃材料。
3.根据权利要求2所述的一种抗断裂的复合玻璃材料的制备方法，其特征在于玻璃原料中MgO为13份。
4.根据权利要求2所述的一种抗断裂的复合玻璃材料的制备方法，其特征在于玻璃原料中SiO2为30～33份。
5.根据权利要求2所述的一种抗断裂的复合玻璃材料的制备方法，其特征在于干燥后将300目的混合成分原料放入石英坩埚中，加热至1180℃。
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