CN1081613C - 微晶玻璃陶瓷花岗岩及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微晶玻璃陶瓷花岗岩及制造方法,将霞石正长岩、硅石、氧化锌、碳酸钡、硝酸钠、三氧化二砷,按一定配比放入工业池窑中,熔融为玻璃液,并冷却变为水淬颗粒料,然后分三个烧结温度阶段进行烧结,整个运行周期为7小时左右,出品为毛坯,然后进行研磨、抛光、切割、质检、包装、入库。具有良好的物化特性,机械强度高、耐磨、耐蚀、抗氧化等特点。
Description
本发明涉及一种微晶玻璃陶瓷花岗岩及制造方法。
目前,建筑行业使用的高档花岗岩装饰材料,均采用大规格石材荒料加工而成,需用大量外汇购买先进设备进行开采和加工,运输难度大,成材率低,且开采量少,造成花岗岩板材价格昂贵,加工后的板材利用后50~60年自然老化,变形、退色,颜色很难一致,在开采过程中产生大量的矿渣及尾料对环境保护造成严重威胁。
本发明目的是利用矿山尾料类型的二次资源为主要原料及其它辅料,用特定的烧结加工方法制造出微晶玻璃陶瓷花岗岩。
本发明所含原料成份有:主料为霞石正长岩(CaO·Al2O3·2SiO2),辅料为硅石(SiO2)、氧化锌(ZnO),碳酸钡(BaCO3)、硝酸钠(NaNO3),三氧化二砷(AS2O3)并按一定配比及相应工艺方法制造而成,首先将霞石正长岩、硅石用破碎机粉碎成60μm~150μm的粒状,然后将主料及所有配料按下述重量百分比(wt%)混合配制;(CaO·Al2O3·2SiO2)为35-40.72;SiO2为25-29.01;BaCO3为1~3.2;NaNO3为2~3;CaCO3+NaCO3为20.07;ZnO为2-4.04;AS2O3为0.1~0.4。其加工制造方法为:将上述配方放入工业池(炉)窑中,在1500℃~1650℃温度下熔融为玻璃液,然后将该熔液从池窑口放出,用循环冷却水急速冷却,使液体变为水淬颗粒料,再进行筛选,筛选后装入模具放入窑炉中进行烧结,烧结温度为三个阶段,第一阶段为升温阶段,从0℃-860℃左右颗粒粘结,空隙逐渐消除,至970℃左右从界面开始析晶,使颗粒完全融为整体并充分析晶,第二阶段从1000℃-1220℃析晶完成,形成晶核、晶相分布均匀的材料,第三阶段开始降温,降至到室温25℃-30℃左右,以上三个阶段在辊道窑中进行,运行速度为0.178米/分钟,整个运行周期为7小时左右,出品为毛坯,然后进行研磨、抛光、切割、质检、包装、入库。
本发明具有以下特点:1.利用矿山尾料类型的二次资源为主要原料之一,保护环境,变废为宝,价格低廉,资源充裕;2.具有良好的成型性能,能制成大尺寸的板材或一定形状的异型构件料;3.本发明所利用的矿山尾料中含有大量氧化铝的特点,可以制成色泽较纯,较均匀,且一致性好的白色微晶玻璃陶瓷花岗岩材料,具有良好的物化特性,可替代较为稀贵的汉白玉。4.具有机械强度高,电绝缘性优良,介电损耗小,介电常数稳定、耐磨、耐腐蚀,光折射率高,抗氧化、热稳定性好及使用温度高等特点。
本发明的微晶玻璃陶瓷花岗岩的具体制造工艺及加工方法为,主要用淬粒法、烧结法来完成,制造微晶玻璃陶瓷花岗岩新型建筑材料,除必须具备良好的物理、化学性外,还应有色泽鲜艳及纹理,易于加工和经济实用,从尾矿资源特点和矿山企业资金投入及生产设施现实条件考虑,因此采用非均匀结晶法,CaO-Al2O3-2SiO2微晶玻璃系统的二次烧结法的生产工艺,选用的基础原料是特定霞石正长岩,其工艺流程为:基础原料—粉碎—配料—混料—熔制—水淬成粒料—装模—晶化—研磨—抛光—切裁—质检—包装—入库。实施本发明的原理是这样的,根据CaO-Al2O3-2SiO2三元素相图,按特定原料组分配成,在一定温度范围内,易于析出β-硅灰石微晶的玻璃,将熔化玻璃水淬成粒料后,装入特定成分的模具中由窑炉晶化,当温度升至玻璃粘度104~106泊时,在玻璃颗粒料周围变为SiO2-Al2O3-CaO体系玻璃,开始析晶,随着温度升高,析晶增多,晶体生长与晶相含量不断增加或析出新相(1μm左右),析晶和颗粒软化粘度即同时进行,当温度再升高时,玻璃液流动性增加,表面摊平,此时形成了钙长石CaO、Al2O3·2SiO2玻璃相,然后降低温度,析晶随之全部完成,既成为制造的复合微晶玻璃陶瓷花岗岩,形成后的毛坯经加工后,具有花岗岩的硬度,陶瓷的韧性,玻璃的亮度,虽光亮如镜,却光而不滑等特性。
实施例1:
1)完成条件:利用硅碳棒电炉(炉温1700℃),和260毫升容积粘土质耐火材料坩锅,耐火材料坩锅化学组成为%:SiO2·53;Al2O3·38;RO(K2O+NaO)·6;CaO+HgO+Fe2O3·3;溶化玻璃液,用瓷盆装入循环冷水,水淬玻璃成颗粒料,用耐火材料制成的模具装入玻璃水淬颗粒料,采用RJ-8-13型电阻炉烧结晶化(电阻炉温度经标准热电偶检测合格)。
2)制备工艺,其流程为,选用特定的霞石正长岩石粉+化工原料+配合料—计量—拌合—熔融—水淬粒料—装模—晶化—退火—毛坯—研磨—抛光—切裁。各组分的配比为(wt%):
(CaO·Al2O3·2SiO2)40.72;SiO2 29
ZnO 4 ;BaCO3 3.2
NaNO3 3 ;CaCO3+NaCO3 20.07
AS2O3 0.1 ;
3)晶化温度,第一阶段,制造水淬颗粒料,熔制温度一般在1500℃~1650℃,高温熔融3~5小时,熔制应保证获得高度均匀的玻璃液(无气泡、无生料),再经过水冷却成为水淬颗粒料;第二阶段,板材制造,选用箱式电阻炉进行水淬颗粒料晶化,烧结温度1100℃~1250℃左右(料性不同所需晶化温度不同)水淬粒料从0℃升至820℃表面开始软化,至940℃表面明显软化,升至1250℃时产生晶核,晶相摊平,然后停电自然降温,(全程时间7小时左右),取出毛坯;第三阶段,取出毛坯经过研磨—抛光—切裁,制成微晶玻璃陶瓷花岗岩产品。
Claims (2)
1.一种微晶玻璃陶瓷花岗岩,它是由下列原料按重量百分比组成:霞石正长岩35-40.72,硅石25-29.01,碳酸钡1-3.2,硝酸钠2-3,碳酸钙+碳酸钠20.07,氧化锌2-4.04,三氧化二砷0.1-0.4。
2.根据权利要求1所述微晶玻璃陶瓷花岗岩的制造方法,首先将霞石正长岩、硅石粉碎成60μm-150μm的粒状,将所述原料按重量百分比混合配制,然后将混合料放入工业池窑中,在1500℃-1650℃温度下熔融为玻璃液,冷却变为水淬颗粒料,筛选后装入模具放入窑炉中进行烧结,烧结为三个阶段,第一阶段为升温阶段,从0℃-860℃颗粒粘结,空隙逐渐消除,至970℃从界面开始析晶,使颗粒完全融为整体并充分析晶,第二阶段从1000℃-1220℃析晶完成,形成晶核、晶相分布均匀的材料,第三阶段开始降温,降至室温25℃-30℃,以上三个阶段在辊道窑中进行,运行速度为0.178米/分钟,整个运行周期为7小时,将毛坯研磨、抛光、切割、质检、包装、入库。
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1996
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