CN112499962B - 用于制备微晶玻璃的调整剂和微晶玻璃的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于制备微晶玻璃的调整剂和微晶玻璃的制备方法。用于制备微晶玻璃的调整剂，包括CaF₂、TiO₂、ZnO和BaO。微晶玻璃的制备方法，包括：在玻璃粒料的表面设置一层用于制备微晶玻璃的调整剂，然后烧结得到所述微晶玻璃。本申请提供的用于制备微晶玻璃的调整剂，可改善基础玻璃粒料在半熔融态时颗粒间的界面结合状态，消除界面应力，成为优先形核结晶中心，促进微晶玻璃的整体析晶过程，调整剂作为新的形核前驱体，可消除烧结法微晶玻璃表面玻璃相。本申请提供的微晶玻璃的制备方法，可彻底解决烧结法制备微晶玻璃时存在的表面玻璃相而引起的产品质量问题，具有重大的经济效益。

Description

用于制备微晶玻璃的调整剂和微晶玻璃的制备方法

技术领域

本发明涉及微晶玻璃领域，尤其涉及一种用于制备微晶玻璃的调整剂和微晶玻璃的制备方法。

背景技术

微晶玻璃的制备方法主要有熔融法、烧结法、溶胶凝胶法，此外还有Petrurgic法、裂纹玻璃晶化法等。烧结法是微晶玻璃生产的两种最主要的制备方法之一，烧结法是指升温至一定的温度，玻璃颗粒处于一种半熔融态，玻璃颗粒间互相融合使物质迁移，玻璃颗粒间变得致密并发生再结晶过程，且同时获得优异的理化性能。

基础玻璃颗粒间的烧结属于液相烧结，烧结的驱动力是基础玻璃颗粒的表面能大于多晶烧结体的晶界能，在液相很高时，液相具有牛顿型液体的流动性质，这种烧结比较容易通过粘滞流动而达到平衡。高温时基础玻璃的粘滞流动又分为两步进行，第一步是基础玻璃颗粒在高温时形成粘滞流体，相邻的颗粒间会逐渐逼近，增加接触面积，随后颗粒间发生粘合，同时形成了一些气孔；第二步是气孔在玻璃相的表面张力的作用下，通过粘滞流动不断的被排出，最终实现不断致密化过程。决定致密化程度的因素主要有基础玻璃的粒度、粘度、表面张力、温度等，各因素间互相作用，互相影响。在烧结法微晶玻璃实际生产时，在半熔融态下，如果需要使微晶玻璃内部的气体排出，消除内部气孔，就需要升高烧结温度，延长烧结时间，在外场温度的持续强化下，虽然微晶玻璃内部较为密实，但是同时也为基础玻璃颗粒晶界提供了更多的能量，使得烧结的驱动力变弱，在形核和析晶时，颗粒间的融合减弱，在晶界处较难形核和析晶，尤其是在内部气体排出的位置，会造成大量的未析晶区域，在微晶玻璃烧结板表面上出现非常多的玻璃相条纹，这些条纹的出现严重影响微晶玻璃的理化性能，造成严重的质量问题。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制备微晶玻璃的调整剂和微晶玻璃的制备方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明特采用以下技术方案：

一种用于制备微晶玻璃的调整剂，包括CaF₂、TiO₂、ZnO和BaO；

所述CaF₂、所述TiO₂、所述ZnO和所述BaO的质量比为（25-60）: （16-40）: （10-25）:（5-30）。

可选地，所述CaF₂、所述TiO₂、所述ZnO和所述BaO的质量比可以为25：16：10：5、60：16：10：5、25：40：10：5、25：16：25：5、25：16：10：30、60：40：10：5、60：40：25：30、30：20：20：15、60：40：25：30、以及（25-60）: （16-40）: （10-25）:（5-30）之间的任一值。

优选地，所述的调整剂还包括Cr₂O₃、Fe₂O₃、P₂O₅、MnO和ZrO₂；

所述Cr₂O₃、所述CaF₂、所述Fe₂O₃、所述P₂O₅、所述TiO₂、所述ZnO、所述MnO、所述BaO和所述ZrO₂的质量比为（0.1-10）:（25-60）: （0.1-16）:（0.1-10）:（16-40）:（10-25）:（0.1-15）:（5-30）:（0.1-15）。

可选地，所述Cr₂O₃、所述CaF₂、所述Fe₂O₃、所述P₂O₅、所述TiO₂、所述ZnO、所述MnO、所述BaO和所述ZrO₂的质量比可以为0.1：25：0.1：0.1：16：10：0.1：5：0.1、10：60：16：10：40：25：15：30：15、0.1：60：16：10：40：25：15：30：15、5：60：16：10：40：25：15：30：15、10：40：16：10：40：25：15：30：15、10：60：10：10：40：25：15：30：15、10：60：16：5：40：25：15：30：15、10：60：16：10：30：25：15：30：15、10：60：16：10：40：20：15：30：15、10：60：16：10：40：25：10：30：15、10：60：16：10：40：25：15：20：15、10：60：16：10：40：25：15：30：10以及（0.1-10）:（25-60）:（0.1-16）:（0.1-10）:（16-40）:（10-25）:（0.1-15）:（5-30）:（0.1-15）之间的任一值。

一种微晶玻璃的制备方法，包括：

在玻璃粒料的表面设置一层所述的用于制备微晶玻璃的调整剂，然后热处理得到所述微晶玻璃。

优选地，所述玻璃粒料通过熔融玻璃液水淬后形成或未经热处理的基础玻璃板破碎后形成。

优选地，所述玻璃粒料的粒径为0.5-20mm。

玻璃粒料经过水淬或者破碎后颗粒尺寸大小分布不均，从粉末状到大块状都存在，但是最优玻璃粒料尺寸选择0.5-20mm。

可选地，所述玻璃粒料的粒径可以为0.5mm、1mm、5mm、10mm、15mm、20mm以及0.5-20mm之间的任一值。

优选地，所述玻璃粒料的平铺厚度小于等于25cm。

平铺物料的厚度与产品的型号有关，从薄板到厚板尺寸不一，在实际生产中，板材最后不宜超过25cm，因此最优的应使得基础玻璃粒料的平铺厚度≤25cm。

可选地，所述玻璃粒料的平铺厚度可以为5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、25 cm以及小于等于25 cm的任一值。

优选地，所述调整剂占所述玻璃粒料的总质量的1%-5%。

所用调整剂为粉末状，且无大颗粒存在。

可选地，所述调整剂可以占所述玻璃粒料的总质量的1%、2%、3%、4%、5%以及1%-5%之间的任一值。

优选地，所述玻璃粒料与盛装所述玻璃粒料的容器之间设置有阻隔材料。

优选地，所述阻隔材料包括陶瓷纤维纸。

设置阻隔材料的目的是为了将容器与玻璃粒料隔离开，避免容器污染产品。

优选地，所述热处理的温度为950-1150℃，时间为30-90min。

可选地，所述热处理的温度可以为950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃以及950-1150℃，时间可以为30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min以及30-90min。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本申请提供的用于制备微晶玻璃的调整剂，能够改善玻璃粒料在半熔融态时颗粒间的界面结合状态，消除界面应力，成为优先形核结晶中心，促进微晶玻璃的整体析晶过程，调整剂作为新的形核前驱体，可消除烧结法微晶玻璃表面玻璃相；调整剂原料易得，使用方便，降低了调整剂的使用难度；

本申请提供的微晶玻璃的制备方法，通过使用用于制备微晶玻璃的调整剂，可以彻底解决烧结法制备微晶玻璃时存在的表面玻璃相而引起的产品质量问题，微晶玻璃表面变的平整、光滑且无玻璃相存在，实现烧结法微晶玻璃板材理化性能的提升，扩大烧结法微晶玻璃的应用领域，具有重大的经济效益；相较于调整微晶玻璃的基础配方、烧结温度、烧结时间等因素，本申请所用的方法更简单有效，而且烧结温度对调整剂的使用效果影响较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为玻璃粒料布料状态的实际状况图；

图2为实施例1得到的微晶玻璃表面状态图；

图3为对比例1经热处理向微晶玻璃转变时的表面状态图；

图4为使用本申请提供的方法经热处理向微晶玻璃转变时的表面状态图；

图5为对比例2得到的微晶玻璃的表面状态图；

图6为对比例3未铺调整剂时微晶玻璃表面玻璃相状态图；

图7为对比例3未铺调整剂时微晶玻璃表面玻璃相状态图；

图8为对比例3未铺调整剂时微晶玻璃表面玻璃相状态图；

图9为对比例3未铺调整剂时微晶玻璃表面玻璃相截面状态图；

图10为实施例1铺调整剂与对比例3未铺调整剂时微晶玻璃的XRD图；

图11为对比例3未铺调整剂时微晶玻璃表面玻璃相区SEM图。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。

“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK（K为任意数，表示倍数因子）。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

首先对微晶玻璃进行说明：

所谓微晶玻璃，是指将一定组分的基础玻璃通过控制进行晶化处理形成的一种内部为微晶相和玻璃相共存的多晶体固体材料。从热力学角度来看，基础玻璃的原子结构排列是一种长程无序的状态，属于一种亚稳态结构，微晶玻璃相较于玻璃而言，是一种更为稳定的晶体结构，原子呈长程有序状态排列，通过外场强化手段可以使玻璃向微晶玻璃转化。从另外一方面考虑，微晶玻璃与传统的陶瓷材料也有一定的区别，微晶玻璃的晶体相是在热处理过程中从单一均匀的玻璃相或已产生分相的区域，通过形核和晶体生长而产生的，而陶瓷中的晶相除固相反应出现的重结晶或新晶相外，大部分是制备陶瓷时通过组分直接引入的，即加入一定的形核剂。微晶玻璃兼具了陶瓷和玻璃的优点，具有机械强度高、韧性强、耐磨、耐腐蚀、抗污染、化学稳定性好和热膨胀系数可调等优异性能，应用领域非常广阔。

针对烧结法出现的这种表面玻璃相的问题，国内大多数专家以改变微晶玻璃的基础配比、烧结温度、原料粒度、烧结时间等方面为切入点，例如武汉理工大学的何峰等人，从配方角度为切入点，深入研究了在基础玻璃配方中掺入一定的ZrO₂以考察形核剂对烧结法微晶玻璃颗粒高温摊平影响研究，形核剂的掺入会加速烧结过程中基础玻璃中晶核的形成和晶体的长大，晶核的极速形成会造成粘滞流体的迁移流动，影响基础玻璃颗粒间的融合过程，晶核质点越多，影响越严重，结合晶相量的多少和形核剂的作用，认为玻璃颗粒的烧结和摊平会随着形核剂的增多而变差。其同时也考察了原料粒度、烧结温度和时间对微晶玻璃颗粒高温摊平的影响，最终结论是通过调整原料的粒度、烧成温度和时间可以有效改善烧结微晶玻璃的摊平过程，但仍无法彻底解决烧结微晶玻璃板面出现玻璃相和未摊平颗粒的难题。表面玻璃相的存在严重影响了微晶玻璃板材的理化性能，限制了其在更广泛领域的应用，如何采用最简单的普适性的办法彻底消除烧结法微晶玻璃板材表面玻璃相，已成为整个行业的难题，亟需解决。

为解决上述问题，本申请提供了一种消除烧结法微晶玻璃表面玻璃相的方法，可彻底消除烧结法微晶玻璃板材表面玻璃相，微晶玻璃表面变的平整、光滑且无玻璃相存在，实现烧结法微晶玻璃板材理化性能的提升，扩大烧结法微晶玻璃的应用领域。

实施例1

玻璃熔窑的温度为1450℃，熔融态玻璃液通过熔窑出料口流入水淬池，水淬玻璃粒料捞出并输送至堆场，玻璃粒料晾晒干后过10mm筛，将筛下物料送至成型车间。玻璃粒料的布料状态如图1所示。

利用高温硼板作为成型模具底部，硼板条作为边框围成一长方体模具，所用硼板挡边条宽25mm，在硼板模具底部和四周铺上一层陶瓷纤维纸，使模具平整无倾斜。

称量100kg玻璃粒料、0.5kg的CaF₂粉末、0.8kg的TiO₂粉末、0.48kg的ZnO粉末和0.22kg的BaO粉末，先将玻璃粒料平铺于模具中，控制料层厚度为18-20mm，再将CaF₂粉末、TiO₂粉末、ZnO粉末和BaO粉末充分混合，之后均匀撒在料层表面，之后将窑车推进梭式窑，关闭窑门，开启热处理程序。热处理的温度为1100-1120℃，时间为60min。

热处理结束后打开窑门，烧结法微晶玻璃表面呈均匀态，未出现玻璃相和裂纹。

得到的微晶玻璃表面状态如图2所示，从中可以清楚的看到所得微晶玻璃表面不含玻璃相。

实施例2

玻璃熔窑的温度为1450℃，熔融态玻璃液通过熔窑出料口流入水淬池，水淬玻璃粒料捞出并输送至堆场，玻璃粒料晾晒干后过10mm筛，将筛下物料送至成型车间。

利用高温硼板作为成型模具底部，硼板条作为边框围成一长方体模具，所用硼板挡边条宽25mm，在硼板模具底部和四周铺上一层陶瓷纤维纸，使模具平整无倾斜。

称量100kg玻璃粒料、0.5kg的CaF₂粉末、0.7kg的TiO₂粉末、0.46kg的ZnO粉末、0.24kg的BaO粉末、0.06kg的Cr₂O₃粉末和0.04kg的Fe₂O₃粉末，先将玻璃粒料平铺于模具中，控制料层厚度为18-20mm，再将CaF₂粉末、TiO₂粉末、ZnO粉末、BaO粉末、Cr₂O₃粉末和Fe₂O₃粉末充分混合，之后均匀撒在料层表面，之后将窑车推进梭式窑，关闭窑门，开启热处理程序。热处理的温度为1120-1140℃，时间为40min。

实施例3

玻璃熔窑的温度为1450℃，熔融态玻璃液通过熔窑出料口流入水淬池，水淬玻璃粒料捞出并输送至堆场，玻璃粒料晾晒干后过5mm筛，将筛下物料送至成型车间。

利用高温硼板作为成型模具底部，硼板条作为边框围成一长方体模具，所用硼板挡边条宽25mm，在硼板模具底部和四周铺上一层陶瓷纤维纸，使模具平整无倾斜。

称量100kg玻璃粒料、1.05kg的CaF₂粉末、0.66kg的TiO₂粉末、0.54kg的ZnO粉末、0.30kg的BaO粉末、0.15kg的P₂O₅粉末和0.3kg的ZrO₂粉末，先将玻璃粒料平铺于模具中，控制料层厚度为18-20mm，再将CaF₂粉末、TiO₂粉末、ZnO粉末、BaO粉末、P₂O₅粉末和ZrO₂粉末充分混合，之后均匀撒在料层表面，之后将窑车推进梭式窑，关闭窑门，开启热处理程序。热处理的温度为1120-1130℃，时间为65min。

实施例4

玻璃熔窑的温度为1450℃，熔融态玻璃液通过熔窑出料口流入水淬池，水淬玻璃粒料捞出并输送至堆场，玻璃粒料晾晒干后过10mm筛，将筛下物料送至成型车间。

利用高温硼板作为成型模具底部，硼板条作为边框围成一长方体模具，所用硼板挡边条宽25mm，在硼板模具底部和四周铺上一层陶瓷纤维纸，使模具平整无倾斜。

称量100kg玻璃粒料、1.25kg的CaF₂粉末、0.53kg的TiO₂粉末、0.43kg的ZnO粉末、0.13kg的BaO粉末、0.1kg的MnO粉末和0.08kg的P₂O₅粉末，先将玻璃粒料平铺于模具中，控制料层厚度为18-20mm，再将CaF₂粉末、TiO₂粉末、ZnO粉末、BaO粉末、MnO粉末和P₂O₅粉末充分混合，之后均匀撒在料层表面，之后将窑车推进梭式窑，关闭窑门，开启热处理程序。热处理的温度为1100-1115℃，时间为80min。

实施例5

玻璃熔窑的温度为1450℃，熔融态玻璃液通过熔窑出料口流入水淬池，水淬玻璃粒料捞出并输送至堆场，玻璃粒料晾晒干后过5mm筛，将筛下物料送至成型车间。

利用高温硼板作为成型模具底部，硼板条作为边框围成一长方体模具，所用硼板挡边条宽25mm，在硼板模具底部和四周铺上一层陶瓷纤维纸，使模具平整无倾斜。

称量100kg玻璃粒料、1.0kg的CaF₂粉末、0.8kg的TiO₂粉末、0.45kg的ZnO粉末和0.25kg的BaO粉末，先将玻璃粒料平铺于模具中，控制料层厚度为16-18mm，再将CaF₂粉末、TiO₂粉末、ZnO粉末和BaO粉末充分混合，之后均匀撒在料层表面，将窑车推进梭式窑，关闭窑门，开启热处理程序。热处理的温度为1130-1150℃，时间为90min。

热处理结束后打开窑门，烧结法微晶玻璃表面呈均匀态，未出现玻璃相和裂纹。

实施例6

玻璃熔窑的温度为1450℃，熔融态玻璃液通过熔窑出料口流入水淬池，水淬玻璃粒料捞出并输送至堆场，玻璃粒料晾晒干后过15mm筛，将筛下物料送至成型车间。

利用高温硼板作为成型模具底部，硼板条作为边框围成一长方体模具，所用硼板挡边条宽25mm，在硼板模具底部和四周铺上一层陶瓷纤维纸，使模具平整无倾斜。

称量100kg玻璃粒料、0.83kg的CaF₂粉末、0.35kg的TiO₂粉末、0.26kg的ZnO粉末和0.08kg的BaO粉末，先将玻璃粒料平铺于模具中，控制料层厚度为18-20mm，再将CaF₂粉末、TiO₂粉末、ZnO粉末和BaO粉末充分混合，之后均匀撒在料层表面，将窑车推进梭式窑，关闭窑门，开启热处理程序。热处理的温度为1050-1110℃，时间为90min。

热处理结束后打开窑门，微晶玻璃表面光滑且均匀，未出现玻璃相、裂纹或颗粒凸起等缺陷。

实施例7

玻璃熔窑的温度为1450℃，熔融态玻璃液通过熔窑低温熔池出料口进入压延机，压延板材厚度为18mm，压延板材进入辊道窑，辊道窑初始设定温度为450℃，全程逐步降温，出料口温度降至室温，将降至室温的板材过破碎机，破碎至≤20mm，将破碎后物料送至烧结成型车间。

利用高温硼板作为成型模具底部，硼板条作为边框围成一长方体模具，所用硼板挡边条宽25mm，在硼板模具底部和四周铺上一层陶瓷纤维纸，使模具平整无倾斜。

称量100kg玻璃粒料、2.40kg的CaF₂粉末、0.76kg的TiO₂粉末、0.40kg的ZnO粉末、0.28kg的BaO粉末和0.16的ZrO₂粉末，先将玻璃粒料平铺于模具中，控制料层厚度为18-20mm，再将CaF₂粉末、TiO₂粉末、ZnO粉末、BaO粉末和ZrO₂粉末充分混合，之后均匀撒在料层表面，将窑车推进梭式窑，关闭窑门，开启热处理程序。热处理的温度为950-1100℃，时间为90min。

热处理结束后打开窑门，微晶玻璃表面光滑且均匀，未出现玻璃相、裂纹或颗粒凸起等缺陷。

对比例1

本对比例与实施例1的不同之处仅在于：调整剂的掺入时机不同。实施例1中调整剂掺入时机为基础玻璃粒料在模具中布料后均匀撒在料层表面；本对比例中的调整剂掺入时机为调整剂作为基础玻璃的基础配方进行配料。

在微晶玻璃基础配方配料时加入调整剂与本发明相比较有较大的不同，在微晶玻璃基础配方配料时加入的调整剂经历了物料的均化、熔融、冷却、破碎等全过程，调整剂的性质会发生根本性的改变，其均匀的分散在基础玻璃结构中，且已不再以晶体形式存在，而是以非晶态的形式均匀的分散在玻璃网络结构中，在烧结法中物料均化时，已很难再起到其作为形核剂的作用，而本发明是物料在模具中铺好后再均匀撒上一层，与传统的调整剂掺加时机不同，且晶核剂的状态、区域的集中分布，在微晶玻璃的形核和晶体长大过程中的作用等都与传统的调整剂的作用有本质的不同。

调整剂掺入时机为调整剂作为基础玻璃的配方进行配料后，得到的基础玻璃经热处理向微晶玻璃转变时的表面状态如图3所示，从中可以清楚的看到由于调整剂的存在，基础玻璃开始出现的晶核并不是均匀的弥散在整个玻璃体，玻璃颗粒高温流平时形成的界面处存在较为显著的差异。按照本发明所述调整剂的掺入时机为在烧结玻璃粒料成型后均匀的撒在表层后，得到的基础玻璃经热处理向微晶玻璃转变时的表面状态如图4所示，从图中可以清楚的看到，由于调整剂的掺入时机选择较为合适，在外掺调整剂的干预下，基础玻璃向微晶玻璃转变时，基础玻璃的晶核析出是均匀的分布在整个基础玻璃体中，未出现不均匀现象。

对比例2

本对比例与实施例1的不同之处仅在于：所用的调整剂配比不同，所用的调整剂的配比为：

TiO₂：70.5wt%、ZnO：18.0wt%、BaO：10.0wt%、CaF₂：1.5wt%。

调整剂配比改变时，制备的微晶玻璃宏观图如图5所示，调整剂成分的变化会致使微晶玻璃表面出现玻璃相。

对比例3

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，不使用调整剂。

对比例3得到的微晶玻璃的状态图如图6-图8所示；其表面玻璃相截面状态图如图9所示；实施例1铺调整剂与对比例3未铺调整剂时微晶玻璃的XRD图如图10所示；对比例3未铺调整剂时微晶玻璃表面玻璃相区SEM图如图11所示。

由图6-图11可以清楚的表明，未使用调整剂得到的产品表面有明显的玻璃相。

与其他的玻璃和陶瓷材料类似，微晶玻璃在实际生产过程中也会产生很多质量缺陷，要想得到较为理想的、均一的微晶玻璃是非常困难的。尤其是利用烧结法制备微晶玻璃时，影响其质量的因素较多，很难去平衡，只能严格控制各影响因素，尽可能的提高产品质量，微晶玻璃板材表面出现的玻璃相通过调整基础玻璃成分、烧结温度和时间等因素均很难消除，这是因为在烧结法制备微晶玻璃时，选择的烧结温度使得基础玻璃处于一种半熔融态，基础玻璃形成粘滞流体时会在内部封闭许多气孔，如果使得气孔能够被排出，就需要提升温度，降低粘滞流体的粘度，并延长烧结时间，使得气孔有充足的时间逸出，但是在外场温度的强化下，会不断的给微晶玻璃体系提供更多的能量，使得微晶玻璃颗粒的表面能和晶界能的差异性变小，基础玻璃的形核和晶体长大过程的驱动力减弱，尤其在玻璃颗粒相接触的界面处，这便会严重影响微晶玻璃的形核和析晶方式，比如原来是以整体析晶为主要析晶方式的体系向内部析晶或表面析晶的方式析晶。而本发明从另外的角度考虑，在基础玻璃颗粒布料时在表面均匀撒上一层调整剂，通过掺入调整剂来引导微晶玻璃的形核过程，可有效改善基础玻璃粒料在半熔融态时颗粒间的界面结合状态，消除界面应力，成为优先形核结晶中心，促进微晶玻璃的整体析晶过程，调整剂作为新的形核前驱体，可消除烧结法微晶玻璃表面玻璃相，微晶玻璃表面变的平整、光滑且无玻璃相存在，实现烧结法微晶玻璃板材理化性能的提升，扩大烧结法微晶玻璃的应用领域。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种在玻璃粒料的表面使用并用于制备微晶玻璃的调整剂，其特征在于，包括CaF₂、TiO₂、ZnO和BaO；

所述CaF₂、所述TiO₂、所述ZnO和所述BaO的质量比为（25-60）: （16-40）: （10-25）:（5-30）。

2.根据权利要求1所述的在玻璃粒料的表面使用并用于制备微晶玻璃调整剂，其特征在于，还包括Cr₂O₃、Fe₂O₃、P₂O₅、MnO和ZrO₂；

所述Cr₂O₃、所述CaF₂、所述Fe₂O₃、所述P₂O₅、所述TiO₂、所述ZnO、所述MnO、所述BaO和所述ZrO₂的质量比为（0.1-10）:（25-60）: （0.1-16）:（0.1-10）:（16-40）:（10-25）:（0.1-15）:（5-30）:（0.1-15）。

3.一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括：

在玻璃粒料的表面设置一层权利要求1或2所述的在玻璃粒料的表面使用并用于制备微晶玻璃的调整剂，然后热处理得到所述微晶玻璃。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃粒料通过熔融玻璃液水淬后形成或未经热处理的基础玻璃板破碎后形成。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃粒料的粒径为0.5-20mm。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃粒料的平铺厚度小于等于25cm。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述调整剂占所述玻璃粒料的总质量的1%-5%。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃粒料与盛装所述玻璃粒料的容器之间设置有阻隔材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述阻隔材料包括陶瓷纤维纸。

10.根据权利要求3-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为950-1150℃，时间为30-90min。

Images