CN110255912A - 一种微晶玻璃工艺品的制作方法 - Google Patents

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丁力群
李君娅
王杉
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Abstract

一种微晶玻璃工艺品的制作方法，其特征在于按以下步骤进行：准备高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末；以酒精为溶剂混合均匀制成浆料，再烘干，获得混合粉末倒入模具中，进行等离子烧结，制成烧结物料随炉冷却，脱模，获得的微晶玻璃材料经抛光、打磨和上色后制成微晶玻璃工艺品。本发明的方法工艺流程简单，微晶玻璃具有美观，均匀、细致的优点；不但实现了固体废弃物的回收再利用，更达到了“变废为宝”的作用。

Description

一种微晶玻璃工艺品的制作方法
技术领域
本发明属于冶金化工废料处理技术领域，特别涉及一种微晶玻璃工艺品的制作方法。
背景技术
工业固体废弃物在不断地侵蚀着土地的同时，还给我们的环境带来了大量的污染；特别是以高炉渣等废料的排放和堆存对环境造成的破坏，这种废弃物中含有许多的SiO2，Al2O3，MgO，CaO等氧化物，而这些氧化物正好用能来制备微晶玻璃，因此本技术以高炉渣为原料，高炉渣中所含有的TiO2和Fe2O3更是烧结微晶玻璃所需要的的天然形核剂，同时免去了普通烧陶瓷所需要的外加形核剂的费用。
目前利用高炉渣制备微晶玻璃工艺品的研究还少。
发明内容
本发明的目的是提供一种微晶玻璃工艺品的制作方法，以高炉渣为主要原料，加入二硼化钛制作微晶玻璃，解决高炉渣大量排放的堆存的问题，同时降低微晶玻璃在制作中的成本，简化工艺流程并提高产品附加值。
本发明的方法按以下步骤进行：
1、准备高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末，其中二硼化钛粉末为高炉渣粉末总质量的5～5.5％，SiO2粉末为高炉渣粉末总质量的59～60％，PVA粉末为高炉渣粉末总质量的1～3％；
2、以酒精为溶剂，将高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末混合均匀制成浆料，然后置于干燥箱中，在105±2℃烘干至酒精挥发，获得混合粉末；
3、将混合粉末倒入石墨模具中，然后放入放电等离子烧结炉进行等离子烧结，等离子烧结的温度1150±10℃，压力40±1MPa，烧结时间5～7min，制成烧结物料；
4、烧结物料随炉冷却至常温，然后取出脱模，获得微晶玻璃材料；
5、将微晶玻璃材料经抛光、打磨和上色后制成微晶玻璃工艺品。
上述方法中，酒精的用量为高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末总质量的100～110％。
上述的高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末的粒度均为过200目筛。
上述的高炉渣粉末的成分按质量百分比含SiO2 53～54％，CaO 24～25％，Al2O3 8～9％，MgO 5～6％，TiB2 4～5％，Fe2O3 0.2～0.4％，TiO2 0.8～1.6％。
上述的微晶玻璃材料的组织为黄长石和透辉石。
本发明具有打造高附加值微晶玻璃工艺品，工艺流程简单，微晶玻璃美观，均匀、细致的优点；用高炉渣制备微晶玻璃不但实现了固体废弃物的回收再利用，更达到了“变废为宝”的作用。
附图说明
图1为本发明的微晶玻璃工艺品的制作方法流程示意图；
图2为本发明实施例1中的微晶玻璃材料的1000倍SEM图；
图3为本发明实施例1中的微晶玻璃材料的6000倍SEM图.
具体实施方式
本发明实施例中采用的二硼化钛粉末、SiO2粉末和PVA粉末为市购产品。
本发明实施例中采用的高炉渣粉末，是将高炉渣经水淬处理后，风干去除水分后形成灰黑色颗粒状固体，再磨细用200目筛筛分出的物料。
本发明实施例中采用酒精为市购产品。
本发明实施例中采用的酒精体积浓度99.5～99.7％。
本发明实施例中采用的石墨模具为市购产品。
本发明实施例中采用的放电等离子烧结炉的型号为SPS-3.20MK-Ⅳ。
下面结合附图对本发明实施作进一步的说明
实施例1
采用的高炉渣来自凌源钢铁厂，高炉渣经水淬处理后，风干去除水分后形成灰黑色颗粒状固体，再磨细用200目筛筛分出的物料，作为高炉渣粉末，按质量百分比含SiO253.48％，CaO 24.1％，Al2O3 8.03％，MgO 5.96％，TiB2 5.00％，Fe2O3 0.378％，TiO21.06％，其余为杂质；
流程如图1所示；
准备高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末，其中二硼化钛粉末为高炉渣粉末总质量的5％，SiO2粉末为高炉渣粉末总质量的60％，PVA粉末为高炉渣粉末总质量的2％；高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末的粒度均为过200目筛；
以酒精为溶剂，将高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末混合均匀制成浆料，然后置于干燥箱中，在105±2℃烘干至酒精挥发，获得混合粉末；酒精的用量为高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末总质量的100％；
将混合粉末倒入石墨模具中，然后放入放电等离子烧结炉进行等离子烧结，等离子烧结的温度1150±10℃，压力40±1MPa，烧结时间6min，制成烧结物料；
烧结物料随炉冷却至常温，然后取出脱模，获得微晶玻璃材料，组织为黄长石(38.3％)和透辉石(61.7％)；其SEM图如图2和3所示；
将微晶玻璃材料经抛光、打磨和上色后制成微晶玻璃工艺品。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：
(1)二硼化钛粉末为高炉渣粉末总质量的5.5％，SiO2粉末为高炉渣粉末总质量的59％，PVA粉末为高炉渣粉末总质量的3％；
(2)酒精的用量为高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末总质量的110％；
(3)烧结时间5min。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
(1)二硼化钛粉末为高炉渣粉末总质量的5.2％，SiO2粉末为高炉渣粉末总质量的59.5％，PVA粉末为高炉渣粉末总质量的1％；
(2)酒精的用量为高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末总质量的105％；
(3)烧结时间7min。

Claims (5)

1.一种微晶玻璃工艺品的制作方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)准备高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末，其中二硼化钛粉末为高炉渣粉末总质量的5～5.5％，SiO2粉末为高炉渣粉末总质量的59～60％，PVA粉末为高炉渣粉末总质量的1～3％；
(2)以酒精为溶剂，将高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末混合均匀制成浆料，然后置于干燥箱中，在105±2℃烘干至酒精挥发，获得混合粉末；
(3)将混合粉末倒入石墨模具中，然后放入放电等离子烧结炉进行等离子烧结，等离子烧结的温度1150±10℃，压力40±1MPa，烧结时间5～7min，制成烧结物料；
(4)烧结物料随炉冷却至常温，然后取出脱模，获得微晶玻璃材料；
(5)将微晶玻璃材料经抛光、打磨和上色后制成微晶玻璃工艺品。
2.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃工艺品的制作方法，其特征在于步骤(1)中，高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末的粒度均为过200目筛。
3.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃工艺品的制作方法，其特征在于步骤(2)中，酒精的用量为高炉渣粉末、二硼化钛粉末、SiO2粉末和粘结剂PVA粉末总质量的100～110％。
4.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃工艺品的制作方法，其特征在于所述的高炉渣粉末的成分按质量百分比含SiO2 53～54％，CaO 24～25％，Al2O3 8～9％，MgO 5～6％，TiB2 4～5％，Fe2O3 0.2～0.4％，TiO2 0.8～1.6％。
5.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃工艺品的制作方法，其特征在于所述的微晶玻璃材料的组织为黄长石和透辉石。
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