CN110698058A - 一种水晶玻璃及其制备方法 - Google Patents

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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Abstract

本发明公开了一种水晶玻璃及其制备方法，属于水晶玻璃材料领域。包括SiO2 58‑62％；K2O 6.0‑8％；Na2O 4‑6％；B2O3 2‑5％；CaO：0‑1％；ZnO:0.5‑1％；Li2O 0.5‑1％；TiO2 8‑10％；Bi2O3 5‑6％；La2O3 2‑3％；Y2O3 0‑3％。本发明在配方中，加入了氧化铋Bi2O3，加入氧化铋后，水晶玻璃的密度增大，得到的水晶玻璃的折射率高，提高了水晶玻璃的品质、热稳定性和耐酸和耐碱性能，缩短了反应时间；提高了生产效率，节省了能耗。

Description

一种水晶玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及水晶玻璃材料领域，具体涉及一种水晶玻璃及其制备方法。
背景技术
在玻璃制品生产工艺基本由配合料制备、熔制、成型和热处理组成。配合料制备是指按照设计好的料方单，将各种原料除湿除铁粉碎称量后和配料按料方单中的比例在混料机内混合均匀，玻璃的主要原料有石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等，其中石灰石、长石、纯碱和硼酸同时充当助溶剂。玻璃的熔制是指将配合料经过高温加热转变为化学组成均匀的、无气泡的并符合成型要求的玻璃液的过程，可分为五个阶段，即烧结体的形成、玻璃液的形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化和玻璃液的冷却。
水晶玻璃是指把普通玻璃进行在熔融结晶，得到的结晶体再浇铸成型。现有的水晶玻璃分为高铅水晶玻璃(PbO≥30％)和中铅水晶玻璃(PbO≥24％)；氧化铅(PbO)和氧化钡(BaO)是传统水晶中常用的组分，不仅可以提高玻璃的折射率，还可以提高玻璃的色散率。现有的玻璃配方中，为了提高折射率和色散率，往往增加玻璃成分中PbO和BaO含量。但是水晶玻璃制品往往作为承载食物的器皿，在使用过程中铅溶解出来，毒性大，危害人体健康。无铅玻璃也应运而生。而再不加入Pb和Ba的情况下，玻璃的折射率往往较低，很难达到较高的折射率，影响水晶玻璃的品质。同时由于水晶玻璃是晶体，因此其热稳定性也容易收到影响，降低了生产效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种折射率高，热稳定性好，且无铅的水晶玻璃及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种水晶玻璃，按重量百分比，包括如下组分：SiO2 58-62％；K2O 6.0-8％；Na2O4-6％；B2O3 2-5％；CaO：0-1％；ZnO:0.5-1％；Li2O 0.5-1％；TiO2 8-10％；Bi2O3 5-6％；La2O3 2-3％；Y2O3 0-3％。
优选的，所述水晶玻璃按重量百分比，包括如下组分：SiO2 60-62％；K2O 7-8％；Na2O 5-6％；B2O3 4-5％；CaO：0.5-1％；ZnO:0.8-1％；Li2O 0.5-0.8％；TiO2 9-10％；Bi2O35.5-6％；La2O3 2.5-3％；Y2O3 2-3％。
优选的，所述水晶玻璃按重量百分比，包括如下组分：SiO2 61-61.5％；K2O 7.2-7.5％；Na2O 5.2-5.5％；B2O3 4.0-4.2％；CaO：0.7-0.9％；ZnO:0.85-0.9％；Li2O 0.7-0.8％；TiO2 9.0-9.5％；Bi2O3 5.6-6％；La2O3 2.6-2.8％；Y2O3 2.1-2.3％。
优选的，所述水晶玻璃按重量百分比，包括如下组分：SiO2 61.2％；K2O 7.3％；Na2O 5.3％；B2O3 4.0％；CaO：0.8％；ZnO:0.9％；Li2O 0.7％；TiO2 9.3％；Bi2O3 5.8％；La2O3 2.7％；Y2O3 2.2％。
本发明还提出了水晶玻璃的制备方法。
一种水晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：
(1)将配料后的原料进行烘干；将SiO2球磨至粒径为0.25-0.35mm；其余组分配料混合后，利用球磨机研磨至0.1-0.2mm；
(2)将磨碎的SiO2与其余组分充分混合后，加入至熔炉中熔融，再浇铸成型，冷却、退火，即得水晶玻璃玻璃。
优选的，上述步骤(2)中的熔炉中的熔融温度为1650-1670℃，熔融时间为1-2h。
优选的，上述步骤(2)中冷却至200-400℃后，即可进行退火处理。
本发明水晶玻璃及其制备方法，其有益效果在于：
(1)本发明在配方中，加入了氧化铋Bi2O3，加入氧化铋后，水晶玻璃的密度增大，得到的水晶玻璃的折射率高，及时在不掺杂铅和钡的情况下，玻璃的折射率显著增大，提高了水晶玻璃的品质。
(2)在本发明中加入了的氧化钛(TiO2)能够使水晶玻璃在生产过程中降低杂质的产生，增大玻璃的折射率，提高玻璃的热稳定性。
(3)本发明加入了K2O、Na2O等碱性物质，能够促进配料的溶解，缩短生产时间，同时降低能耗。且加入的ZnO和La2O3，促进了配料的快速熔融，提高了整个玻璃的耐酸和耐碱性能，提高热稳定性。
(4)在制备方法中，将氧化硅和配料分别球磨至0.25-0.35mm和0.1-0.2mm，能够使物料快速熔融，缩短了反应时间；提高了生产效率，节省了能耗。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步详细说明本发明。
实施例1
一种水晶玻璃，按重量百分比，包括如下组分：
SiO2：58％；
K2O：6％；
Na2O：6％；
B2O3：5％；
CaO：1％；
ZnO：1％；
Li2O：1％；
TiO2：10％；
Bi2O3：6％；
La2O3：3％；
Y2O3：3％；
水晶玻璃的制备方法包括如下步骤：
(1)将配料后的原料进行烘干；将SiO2球磨至粒径为0.25-0.35mm；其余组分配料混合后，利用球磨机研磨至0.1-0.2mm；
(2)将磨碎的SiO2与其余组分充分混合后，加入至熔炉中在1670℃的温度下熔融2h，再浇铸成型，冷却至400℃后，退火处理，即得水晶玻璃玻璃。
实施例2
一种水晶玻璃，按重量百分比，包括如下组分：
SiO2：62％；
K2O：8％；
Na2O：5％；
B2O3：4％；
CaO：0.8％；
ZnO：0.8％；
Li2O：0.5％；
TiO2：9.5％；
Bi2O3：5.6％；
La2O3：2.8％；
Y2O3：1.0％；
水晶玻璃的制备方法包括如下步骤：
(1)将配料后的原料进行烘干；将SiO2球磨至粒径为0.25-0.35mm；其余组分配料混合后，利用球磨机研磨至0.1-0.2mm；
(2)将磨碎的SiO2与其余组分充分混合后，加入至熔炉中在1650℃的温度下熔融2h，再浇铸成型，冷却至300℃后，退火处理，即得水晶玻璃玻璃。
实施例3
一种水晶玻璃，按重量百分比，包括如下组分：
SiO2：61.5％；
K2O：7.5％；
Na2O：5.5％；
B2O3：4.2％；
CaO：：0.9％；
ZnO:：0.9％；
Li2O：0.8％；
TiO2：9％；
Bi2O3：5.5％；
La2O3：2.6％；
Y2O3：1.8％；
水晶玻璃的制备方法包括如下步骤：
(1)将配料后的原料进行烘干；将SiO2球磨至粒径为0.25-0.35mm；其余组分配料混合后，利用球磨机研磨至0.1-0.2mm；
(2)将磨碎的SiO2与其余组分充分混合后，加入至熔炉中在1670℃的温度下熔融1h，再浇铸成型，冷却至200℃后，退火处理，即得水晶玻璃玻璃。
实施例4
一种水晶玻璃，按重量百分比，包括如下组分：
SiO2：61.2％；
K2O：7.3％；
Na2O：5.3％；
B2O3：4.0％；
CaO：：0.8％；
ZnO:0.9％；
Li2O：0.7％；
TiO2：9.3％；
Bi2O3：5.8％；
La2O3：2.7％；
Y2O3：2.2％；
水晶玻璃的制备方法包括如下步骤：
(1)将配料后的原料进行烘干；将SiO2球磨至粒径为0.25-0.35mm；其余组分配料混合后，利用球磨机研磨至0.1-0.2mm；
(2)将磨碎的SiO2与其余组分充分混合后，加入至熔炉中在1660℃的温度下熔融1.5h，再浇铸成型，冷却至200℃后，退火处理，即得水晶玻璃玻璃。
性质检测：
对实施例1-4的玻璃制品通过阿贝折射仪进行测定，同时对其他进行检测，
将实施例1得到的水晶玻璃通过的折射率为n为1.573，色散系数vd为60.2；耐酸等级一级，耐碱等级一级；
将实施例2得到的水晶玻璃通过的折射率为n为1.577，色散系数vd为60.3；耐酸等级一级，耐碱等级一级；
将实施例3得到的水晶玻璃通过的折射率为n为1.572，色散系数vd为60.1；耐酸等级一级，耐碱等级一级；
将实施例4得到的水晶玻璃通过的折射率为n为1.579，色散系数vd为60；耐酸等级一级，耐碱等级一级。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种水晶玻璃，其特征在于：按重量百分比，包括如下组分：SiO258-62％；K2O 6.0-8％；Na2O 4-6％；B2O3 2-5％；CaO：0-1％；ZnO:0.5-1％；Li2O 0.5-1％；TiO2 8-10％；Bi2O35-6％；La2O3 2-3％；Y2O3 0-3％。
2.根据权利要求1所述水晶玻璃，其特征在于：按重量百分比，包括如下组分：SiO2 60-62％；K2O 7-8％；Na2O 5-6％；B2O3 4-5％；CaO：0.5-1％；ZnO:0.8-1％；Li2O 0.5-0.8％；TiO2 9-10％；Bi2O3 5.5-6％；La2O3 2.5-3％；Y2O32-3％。
3.根据权利要求1所述水晶玻璃，其特征在于：按重量百分比，包括如下组分：SiO2 61-61.5％；K2O 7.2-7.5％；Na2O 5.2-5.5％；B2O3 4.0-4.2％；CaO：0.7-0.9％；ZnO:0.85-0.9％；Li2O 0.7-0.8％；TiO2 9.0-9.5％；Bi2O35.6-6％；La2O3 2.6-2.8％；Y2O3 2.1-2.3％。
4.根据权利要求3所述水晶玻璃，其特征在于：按重量百分比，包括如下组分：SiO261.2％；K2O 7.3％；Na2O 5.3％；B2O3 4.0％；CaO：0.8％；ZnO:0.9％；Li2O 0.7％；TiO29.3％；Bi2O3 5.8％；La2O3 2.7％；Y2O3 2.2％。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的水晶玻璃的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将配料后的原料进行烘干；将SiO2球磨至粒径为0.25-0.35mm；其余组分配料混合后，利用球磨机研磨至0.1-0.2mm；
(2)将磨碎的SiO2与其余组分充分混合后，加入至熔炉中熔融，再浇铸成型，冷却、退火，即得水晶玻璃玻璃。
6.根据权利要求5所述水晶玻璃的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的熔炉中的熔融温度为1650-1670℃，熔融时间为1-2h。
7.根据权利要求5所述水晶玻璃的制备方法，其特征在于：步骤(2)中冷却至200-400℃后，即可进行退火处理。
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