CN110040956A - 一种高强度的石墨烯玻璃 - Google Patents

Abstract

一种高强度的石墨烯玻璃，它涉及一种玻璃，具体涉及一种高强度的石墨烯玻璃。一种强度高的玻璃通过以下重量份数组成：石英砂、方解石、纯碱、里云母、石墨烯、澄清剂、脱色剂、化硼、氧化铝、萤石粉、芒硝、低熔点硅酸。采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它提高了强度，不易碎裂，提升透光度，碎裂时不会掉落玻璃碎屑，增加安全。

Description

一种高强度的石墨烯玻璃

技术领域

本发明涉及一种玻璃，具体涉及一种高强度的石墨烯玻璃。

背景技术

玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的，它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物，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，有时把一些透明的塑料也称作有机玻璃。

而玻璃在我们日常生活中随处可见，大如建筑楼外层的玻璃幕墙，现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气或惰性气体的中空玻璃，中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点，据测量，当室外温度为－10℃时，单层玻璃窗前的温度为－2℃，而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃；而在炎热夏天，双层中空玻璃可以挡住90％的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙，但晒在身上大多不会感到炎热，使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉，极大地改善了生活环境。

小如电子设备的屏幕等，随处可见，电子设备屏幕通常采用LED玻璃屏，LED玻璃屏是应用透明导电技术，将LED(发光二极管)结构层胶合在两层玻璃之间的高端定制光电玻璃，可根据应用需求，将LED设计成星星状、矩阵、文字、图案、花纹等各种不同排列方式，LED玻璃显示屏属于亮幕的一种，和传统的格栅屏和灯条屏结构类似。

目前玻璃普遍具有易碎的特点，透光低、强度低，属于脆性材料，若碎裂，需要到重新定制、分割、拆除、更换等多道工序才能更换，影响美观，掉落的玻璃碎屑也容易割伤人。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种高强度的石墨烯玻璃，它提高了强度，不易碎裂，提升透光度，碎裂时不会掉落玻璃碎屑，增加安全。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种强度高的玻璃通过以下重量份数组成：石英砂150-200份、方解石25-35份、纯碱30-50份、里云母10-15份、石墨烯50-70份、澄清剂30-50份、脱色剂40-60份、化硼40-60份、氧化铝15-20份、萤石粉10-15份、芒硝3-5份、低熔点硅酸10-15份。

所述石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料。

所述萤石粉是一种矿物，等轴晶系。萤石份又称萤石、氟石，自然界中的萤石常显鲜艳的颜色，部分可发出荧光，莫氏强度4、低于钢、易划伤、质脆、无毒，它的熔点为1270-1350℃，它的密度为3.18g/m³。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它提高了强度，不易碎裂，提升透光度，碎裂时不会掉落玻璃碎屑，增加安全。

具体实施方式

实施例1

一种强度高的玻璃通过以下重量份数组成：石英砂150份、方解石25份、纯碱30份、里云母10份、石墨烯50份、澄清剂30份、脱色剂40份、化硼40份、氧化铝15份、萤石粉10份、芒硝3份、低熔点硅酸10份。

实施例2

一种强度高的玻璃通过以下重量份数组成：石英砂180份、方解石30份、纯碱40份、里云母13份、石墨烯60份、澄清剂40份、脱色剂50份、化硼50份、氧化铝18份、萤石粉13份、芒硝4份、低熔点硅酸13份。

实施例3

一种强度高的玻璃通过以下重量份数组成：石英砂200份、方解石35份、纯碱50份、里云母15份、石墨烯70份、澄清剂50份、脱色剂60份、化硼60份、氧化铝20份、萤石粉15份、芒硝5份、低熔点硅酸15份。

所述石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料。

所述萤石粉是一种矿物，等轴晶系。萤石份又称萤石、氟石，自然界中的萤石常显鲜艳的颜色，部分可发出荧光，莫氏强度4、低于钢、易划伤、质脆、无毒，它的熔点为1270-1350℃，它的密度为3.18g/m³。

所述石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，它内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米，键与键之间的夹角为120°，除以σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。

石墨烯是目前已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130Gpa，而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25Tpa，由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

所述芒硝为硫酸盐类矿物芒硝族芒硝，经加工精制而成的结晶体，多产于海边碱土地区、矿泉、盐场附近及潮湿的山洞中，全国大部分地区均有分布。

所述低熔点硅酸为硅酸是一种弱酸，它的盐在水溶液中有水解作用，凝胶中有部分水分蒸发掉，可得到一种多孔的干燥固态凝胶，即常见的二氧化硅凝胶，这种硅酸凝胶具有强的吸附性，可用来作吸潮干燥剂、催化剂，或用作其他催化剂的载体。

所述方解石是一种碳酸钙矿物，它的晶体形态多种多样，它们的集合体可以使一簇簇的晶体，也可以是粒状、块状、纤维状、钟乳状等等，敲击它可以得到很多方形碎块，故名叫方解石，天然碳酸钙中最常见的就是它。

所述纯碱又称碳酸钠(Na2CO3)，分子量105.99，化学品的纯度多在99.5％以上(质量分数)，但分类属于盐，不属于碱，国际贸易中又名苏打或碱灰，它是一种重要的有机化工原料，主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产，玻璃工业是纯碱的摄大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2t，主要用于浮法玻璃、显像管玻壳、光学玻璃等。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它提高了强度，不易碎裂，提升透光度，碎裂时不会掉落玻璃碎屑，增加安全。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种高强度的石墨烯玻璃，其特征在于：一种强度高的玻璃通过以下重量份数组成：石英砂150-200份、方解石25-35份、纯碱30-50份、里云母10-15份、石墨烯50-70份、澄清剂30-50份、脱色剂40-60份、化硼40-60份、氧化铝15-20份、萤石粉10-15份、芒硝3-5份、低熔点硅酸10-15份。

2.根据权利要求1所述的一种高强度的石墨烯玻璃，其特征在于：一种强度高的玻璃通过以下重量份数组成：石英砂150份、方解石25份、纯碱30份、里云母10份、石墨烯50份、澄清剂30份、脱色剂40份、化硼40份、氧化铝15份、萤石粉10份、芒硝3份、低熔点硅酸10份。

3.根据权利要求1所述的一种高强度的石墨烯玻璃，其特征在于：一种强度高的玻璃通过以下重量份数组成：石英砂180份、方解石30份、纯碱40份、里云母13份、石墨烯60份、澄清剂40份、脱色剂50份、化硼50份、氧化铝18份、萤石粉13份、芒硝4份、低熔点硅酸13份。

4.根据权利要求1所述的一种高强度的石墨烯玻璃，其特征在于：一种强度高的玻璃通过以下重量份数组成：石英砂200份、方解石35份、纯碱50份、里云母15份、石墨烯70份、澄清剂50份、脱色剂60份、化硼60份、氧化铝20份、萤石粉15份、芒硝5份、低熔点硅酸15份。

5.根据权利要求1所述的一种高强度的石墨烯玻璃，其特征在于：所述石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料。

6.根据权利要求1所述的一种高强度的石墨烯玻璃，其特征在于：所述萤石粉是一种等轴晶系矿物。