CN112174533A - 一种白色高铝微晶玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种白色高铝微晶玻璃。所述玻璃按化学组成包含以下组分：52～65mol％的SiO2、13～20mol％的AL2O3、0.5～5mol％的CaO、0～2mol％的ZrO2、2～9mol％的Na2O、1～5mol％的K2O、2～10mol％的Li2O、0～1mol％的Sb2O3、1～7mol％的MgO、0.4～2mol％的CdS、3～8mol％的ZnO。制备时按照上述配方配制玻璃配合料，置于高温熔炉中进行熔融，将制备的玻璃液快速冷却成形得到了无色玻璃，然后进行经过高温段析晶显色，低温段退火的分阶段热处理，即可得到白色高铝微晶玻璃。本发明用于制备出具有白色高铝微晶玻璃，由于纳米级晶体的析出提高了玻璃的强度与硬度，在保证玻璃力学性能提高的基础上，制备出具有符合人们审美的通体乳白的白色高铝微晶玻璃。

Description

一种白色高铝微晶玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及属于玻璃制造技术领域，具体涉及一种白色高铝微晶玻璃及其制备方法。
背景技术
颜色玻璃是指能吸收、反射、透过不同波长的光线而呈现不同颜色的玻璃,广泛用于用于建筑装饰材料、高档玻璃制品、酒具、餐具、艺术品等。传统的颜色玻璃基于钠钙硅玻璃系统，玻璃的熔制温度低，强度和抗冲击性能差。高铝玻璃的因为结构更加致密，从而具有优于传统钠钙硅玻璃的力学性能。微晶玻璃作为一种独特的功能玻璃材料，可以通过相应的热处理工艺，在母体玻璃内部生长出合适的晶体，其玻璃相和晶相共存的结构使其相对玻璃基体具有更高的硬度及强度，更优越的力学性能。在制备颜色玻璃的方法中，也有通过在玻璃表面喷涂一层有机材料颜色层，但涂层会随着时间而老化甚至脱落，着色效果自然变差。基于玻璃基体着色的颜色高铝微晶玻璃既具有高铝玻璃和微晶玻璃优异的力学性能，又使得玻璃着色更加均匀稳定，具有广阔的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种白色高铝微晶玻璃及其制备方法，具体技术方案是：一种白色高铝微晶玻璃，玻璃化学组成为52～65mol％的SiO2、13～20mol％的AL2O3、0.5～5mol％的CaO、0～2mol％的ZrO2、2～9mol％的Na2O、1～5mol％的K2O、2～10mol％的Li2O、0～1mol％的Sb2O3、1～7mol％的MgO、0.4～2mol％的CdS、3～8mol％的ZnO。
在制备过程中，按照以下步骤进行：
(1)按照权力要求1所述的组分配制玻璃配合料；
(2)将玻璃配合料在氧化气氛的高温熔炉中熔制成玻璃液；
(3)将玻璃液倒入模具中快速冷却后进行退火处理；
(4)将成形之后的玻璃放入电炉中进行分阶段热处理，在高温段进行玻璃的析晶显色，低温段进行玻璃的退火处理，即得到了白色高铝微晶玻璃。
本发明各着色剂组分的作用分析：CdS和ZnO的引入大大促进玻璃的乳浊与失透，适量的ZnO的引入可以促进玻璃析出纳米晶体，使得玻璃可以在较低热处理温度下快速析晶。
本发明的特点在于区别于传统的玻璃操作中退火和晶化分布操作的方法，在热处理过程中采用高温段进行玻璃的析晶显色，低温段进行玻璃的退火处理的分阶段热处理，一次完成了玻璃的析晶显色和退火的操作。
本发明的特点在区别于传统的有色玻璃，因玻璃基体中含有较高比例的氧化硅和氧化铝含量，且适量着色剂的引入使得玻璃基体中生长出纳米晶体，故具有优异的力学性能。在本体系玻璃组成范围中合适着色剂的搭配可以使得玻璃的网络框架结构破坏较轻，且可制备得到具有优异力学性能的通体乳白的高铝玻璃效果，该玻璃具有优异的力学性能，且制备工艺简单，成本较低，着色均匀稳定。
附图说明
图1为实施例1组分的玻璃经过热处理之后的微晶玻璃的X射线衍射图谱。
具体实施方式
一种白色高铝微晶玻璃，玻璃化学组成为52～65mol％的SiO2、13～20mol％的AL2O3、0.5～5mol％的CaO、0～2mol％的ZrO2、2～9mol％的Na2O、1～5mol％的K2O、2～10mol％的Li2O、0～1mol％的Sb2O3、1～7mol％的MgO、0.4～2mol％的CdS、3～8mol％的ZnO。
在制备过程中，按照以下步骤进行：
(1)按照上述的组分配制玻璃配合料；
(2)将玻璃配合料在氧化气氛的高温熔炉中熔制成玻璃液，熔制温度1550℃；
(3)将玻璃液倒入铁质模具中快速成形，玻璃呈无色；
(4)将成形的无色玻璃放入电炉中进行热处理，在750℃-780℃温度下保温5小时，之后在630-660℃温度下保温8小时随炉冷却，即可得到白色高铝微晶玻璃。
本发明具体实施例1-3见表1。
表一
Figure BDA0002742878970000021
Figure BDA0002742878970000031
通过表1可见：实施例1中玻璃化转变点为687℃，原片硬度为5.98GPa，热处理之后硬度增加至7.06GPa；实施例2中玻璃化转变点为675℃，原片硬度5.78GPa，热处理后硬度增加至6.90GPa；实施例3中玻璃化转变点为695℃，原片硬度6.02GPa,热处理后硬度为6.78GPa。
从以上实施例结果可以看出，经过热处理得到得玻璃不仅使得玻璃通体呈白色，还会使得玻璃的硬度得到很大的提高。
再结合附图1实施例1组分的玻璃经过热处理之后的微晶玻璃的X射线衍射图谱，经过热处理后出现了尖锐的衍射峰，证明玻璃中已经生长出晶体结构。
相较于传统的钠钙硅玻璃体系，本发明的白色高铝微晶玻璃的玻璃化转变温度和玻璃硬度都较高。
本发明以锂铝硅酸盐体系玻璃配方为基础，区别于常规的钠钙硅玻璃体系，在不破坏高铝玻璃本身良好的力学性能的基础上，制备得到具有实际应用和装饰价值的白色玻璃。
以上所述本发明的较佳实例，并非对本发明做任何形式的限制；任何本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种白色高铝微晶玻璃，其特征在于玻璃化学组成为52～65mol％的SiO2、13～20mol％的AL2O3、0.5～5mol％的CaO、0～2mol％的ZrO2、2～9mol％的Na2O、1～5mol％的K2O、2～10mol％的Li2O、0～1mol％的Sb2O3、1～7mol％的MgO、0.4～2mol％的CdS、3～8mol％的ZnO。
2.一种白色高铝微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)根据权利要求1所述的组分配制玻璃配合料；
(2)将玻璃配合料在氧化气氛的高温熔炉中熔制成玻璃液；
(3)将玻璃液倒入模具中快速冷却成形，得到无色玻璃；
(4)将成形之后的无色玻璃放入电炉中进行分阶段热处理，先在高温段进行玻璃的析晶显色，低温段进行玻璃的退火处理，即得到了白色高铝微晶玻璃。
3.根据权利要求2所述的一种白色高铝微晶玻璃的制备方法，其特征是：步骤(4)热处理温度制度为高温段720℃～780℃，低温段630℃～660℃。
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