CN104973878A - 一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘及其制备方法 - Google Patents

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刘志勇
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Abstract

本发明公开了一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：碎玻璃20-30、羟基磷灰石晶须5-10、玄武岩12-18、角闪石10-15、紫红盐4-7、煤粉2-4、方沸石8-14、金砂石5-10、石灰石10-15、硫酸锰2-3、偏磷酸钡4-6、助剂6-8。本发明通过添加羟基磷灰石晶须与玻璃陶瓷基体复合，起到很好的增强增韧效果，大大提高了玻璃陶瓷盘的力学性能，其抗折强度≥400MPa，断裂韧性≥4.5MPa·m1/2，明显降低了玻璃陶瓷盘在使用过程中开裂的现象，延长了其使用寿命。

Description

一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘及其制备方法，属于陶瓷材料领域。
背景技术
陶瓷玻璃又称微晶玻璃，是经过高温融化、成型、热处理而制成的一类晶相与玻璃相结合的复合材料，是玻璃在催化剂或晶核形成剂作用下结晶而成的多晶的新型硅酸盐材料，为晶相和残余玻璃相组成的质地致密、无孔、均匀的混合体。通常晶体的大小可自纳米至微米级，晶体数量可达50%～90%。具有高机械强度，低电导率，高介电常数，良好的机械加工性能、热稳定性等，被广泛用于日用器皿。随着科学技术的快速发展以及生活水平的不断提高，人们对玻璃陶瓷盘的质量和性能的要求也随之越来越高，目前国内市场上的玻璃陶瓷盘还存在着力学性能差的缺点，使用过程中容易出现开裂现象，无法满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘及其制备方法，提高玻璃陶瓷盘的力学性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘，由以下重量份的原料制成：碎玻璃 20-30、羟基磷灰石晶须5-10、玄武岩12-18、角闪石10-15、紫红盐4-7、煤粉2-4、方沸石8-14、金砂石5-10、石灰石10-15、硫酸锰2-3、偏磷酸钡4-6、助剂6-8；
所述助剂是由以下重量份的原料混合而成：硝石粉2-4、焦炭粉1.5-2.5、酒石酸氢钾3-4、动物骨灰4-6、废砖粉2-4、碳酸镧1-2、草酸钇0.5-1、氮化镁3-5、电熔铝酸钙 4-6；
一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘的制备方法，包括以下步骤：
（1）取玄武岩、角闪石、方沸石、金砂石、石灰石混合均匀，粉碎，过100-150目筛，加适量的水打浆制成浓度为45-55%的浆液，然后用25%盐酸溶液调节浆液PH至5.5-6.5，微波处理20-30min，再用饱和氨水调节浆液PH至中性，1000-1500r/min高速研磨25-35min，再用20%氢氧化钠溶液调节浆液PH至8-8.5，超声波处理30-40min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，待用；
（2) 取碎玻璃进行加热熔化，待碎玻璃完全变为熔融液后，加入步骤（1）制得的粉料，搅拌2-4min，再依次加入羟基磷灰石晶须、紫红盐、偏磷酸钡、煤粉、硫酸锰、助剂，边加入边搅拌，使全部物料完全熔化并混合均匀，得到母液；
（3）将母液注入成型模具中，制成大小不同规格的盘，然后将盘自然降温至620-660℃硬化后送入退火窑，保温14-18h；
（4) 将退火后的盘进行热处理：先以2-4℃/min的速率升温至350-400℃，保温4-5min，再以1-3℃/min的速率升温至690-730℃，保温3-4min，然后以3-5/min的速率降温至330-370℃，保温2-3min，空冷至常温，得到成品。
    本发明的有益效果：
本发明通过添加羟基磷灰石晶须与玻璃陶瓷基体复合，起到很好的增强增韧效果，大大提高了玻璃陶瓷盘的力学性能，其抗折强度≥400MPa，断裂韧性≥4.5MPa·m1/2，明显降低了玻璃陶瓷盘在使用过程中开裂的现象，延长了其使用寿命。
具体实施方式
一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘，由以下重量（kg）的原料制成：碎玻璃 25、羟基磷灰石晶须8、玄武岩16、角闪石12、紫红盐5、煤粉3、方沸石12、金砂石8、石灰石12、硫酸锰2.5、偏磷酸钡5、助剂7；
所述助剂是由以下重量（kg）的原料混合而成：硝石粉3、焦炭粉2、酒石酸氢钾3.5、动物骨灰5、废砖粉3、碳酸镧1.5、草酸钇0.7、氮化镁4、电熔铝酸钙 4；
一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘的制备方法，包括以下步骤：
（1）取玄武岩、角闪石、方沸石、金砂石、石灰石混合均匀，粉碎，过120目筛，加适量的水打浆制成浓度为50%的浆液，然后用25%盐酸溶液调节浆液PH至6，微波处理25min，再用饱和氨水调节浆液PH至中性，1500r/min高速研磨25min，再用20%氢氧化钠溶液调节浆液PH至8，超声波处理35min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，待用；
（2) 取碎玻璃进行加热熔化，待碎玻璃完全变为熔融液后，加入步骤（1）制得的粉料，搅拌3min，再依次加入羟基磷灰石晶须、紫红盐、偏磷酸钡、煤粉、硫酸锰、助剂，边加入边搅拌，使全部物料完全熔化并混合均匀，得到母液；
（3）将母液注入成型模具中，制成大小不同规格的盘，然后将盘自然降温至640℃硬化后送入退火窑，保温15h；
（4) 将退火后的盘进行热处理：先以3℃/min的速率升温至380℃，保温4min，再以2℃/min的速率升温至710℃，保温3min，然后以4/min的速率降温至350℃，保温2in，空冷至常温，得到成品。
上述实施例所生产的玻璃陶瓷盘主要性能如下表所示：
项目 单位 检测结果
抗折强度 MPa 431
断裂韧性 MPa·m1/2 4.7

Claims (2)

1.一种羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘，其特征在于，由以下重量份的原料制成：碎玻璃 20-30、羟基磷灰石晶须5-10、玄武岩12-18、角闪石10-15、紫红盐4-7、煤粉2-4、方沸石8-14、金砂石5-10、石灰石10-15、硫酸锰2-3、偏磷酸钡4-6、助剂6-8；
所述助剂是由以下重量份的原料混合而成：硝石粉2-4、焦炭粉1.5-2.5、酒石酸氢钾3-4、动物骨灰4-6、废砖粉2-4、碳酸镧1-2、草酸钇0.5-1、氮化镁3-5、电熔铝酸钙 4-6。
2.一种如权利要求1所述的羟基磷灰石晶须增强的玻璃陶瓷盘的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）取玄武岩、角闪石、方沸石、金砂石、石灰石混合均匀，粉碎，过100-150目筛，加适量的水打浆制成浓度为45-55%的浆液，然后用25%盐酸溶液调节浆液PH至5.5-6.5，微波处理20-30min，再用饱和氨水调节浆液PH至中性，1000-1500r/min高速研磨25-35min，再用20%氢氧化钠溶液调节浆液PH至8-8.5，超声波处理30-40min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，待用；
（2) 取碎玻璃进行加热熔化，待碎玻璃完全变为熔融液后，加入步骤（1）制得的粉料，搅拌2-4min，再依次加入羟基磷灰石晶须、紫红盐、偏磷酸钡、煤粉、硫酸锰、助剂，边加入边搅拌，使全部物料完全熔化并混合均匀，得到母液；
（3）将母液注入成型模具中，制成大小不同规格的盘，然后将盘自然降温至620-660℃硬化后送入退火窑，保温14-18h；
（4) 将退火后的盘进行热处理：先以2-4℃/min的速率升温至350-400℃，保温4-5min，再以1-3℃/min的速率升温至690-730℃，保温3-4min，然后以3-5/min的速率降温至330-370℃，保温2-3min，空冷至常温，得到成品。
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