CN1217873C - 一种微晶玻璃的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微晶玻璃的生产方法，包含烧结法的配料、混合、熔制、水淬烘干、过筛分级、制得水淬玻璃颗粒的工艺过程和熔融法的配料、混合、熔制、制得玻璃熔体的工艺过程，其工艺特征表现在：将上述两常规工艺中分别制得的水淬玻璃颗粒和玻璃熔体进行混合；接着再依次按照玻璃的常规成型法或浮法进行成型、核化、晶化、抛光或切割工艺步骤制得微晶玻璃成品。本法与熔融法、烧结法相比，有以下优点：1.能提高玻璃的整体析晶能力，缩短晶化时间。2.能降低产品的气孔率，提高产品的质量和合格率。3.适用于常规成型方法，如压制法、吹制法、压延法、浇铸法等，也适用于浮法生产。4.能提高企业的生产能力、生产效率和经济效益。
Description
所属技术领域
本发明公开了一种微晶玻璃的生产方法，属于玻璃材料及生产技术领域。
背景技术
微晶玻璃是由基础玻璃经控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。微晶玻璃由于结合了玻璃和陶瓷的优良性能，因而作为结构材料、技术材料、光学和电学材料、建筑材料、装饰材料等广泛应用于电子、化工、生物医学、机械工程、军事、建筑及生活各个领域，具有广泛应用前景。目前国内外制备微晶玻璃的方法有三种：熔融法、烧结法和溶胶——凝胶法。熔融法工艺过程是将玻璃熔体直接成型，再经过核化晶化处理而得到微晶玻璃。熔融法的优点是：1.制品致密度高、无气孔。2.易于成型。缺点是：1.微晶玻璃中晶相比例取决于基础玻璃的整体析晶能力。2.析晶过程难以控制。3.整体析晶时间长、生产效率和成品率低。烧结法工艺过程是将玻璃熔体水淬得到颗粒料，颗粒料再经高温烧结而得到微晶玻璃。烧结法的优点是：1.整体析晶时间短，且析晶易于控制。2.生产效率和成品率较高。缺点是：1.表面层致密化深度浅(2mm左右)。2.玻璃颗粒间的气孔难以排除，致密性比熔融法差。3.产品易产生变形，对耐火模具要求高。溶胶——凝胶技术是低温合成材料的新工艺。溶胶——凝胶法的优点是：1.制备温度低，避免了玻璃配料中某些组分在高温时挥发。2.能制备出成分严格符合设计要求的微晶玻璃。缺点是：1.生产周期长、成本高。2.环境污染大。3.凝胶烧结过程中收缩较大，制品易变形和开裂。
发明内容
为尽量避免目前各种微晶玻璃生产方法中存在的上述不足之处，本发明在充分考虑和结合熔融法与烧结法优点的基础上，提供了一种微晶玻璃的生产方法。
本发明为解决其技术问题采用以下技术方案：一种微晶玻璃的生产方法，包含烧结法的配料、混合、熔制、水淬烘干、过筛分级、制得水淬玻璃颗粒的工艺过程和熔融法的配料、混合、熔制、制得玻璃熔体的工艺过程，其特征在于：将上述两常规工艺中分别制得的水淬玻璃颗粒和玻璃熔体进行混合；接着再依次按照玻璃的常规成型法或浮法进行成型、核化、晶化、抛光或切割工艺步骤制得微晶玻璃成品。
在实际生产过程中，本方法最关键的技术是：控制水淬玻璃颗粒的粒度、颗粒级配及加入量。
本发明有着以下优点和积极效果：
1.玻璃熔体与玻璃颗粒混合后，玻璃熔体填充了玻璃颗粒的空隙，防止了气孔产生的可能，微晶玻璃致密性得到提高。2.通过控制水淬玻璃的颗粒级配及加入量、控制冷却速度，使母体玻璃的析晶过程能够控制，整体析晶能力增强。3.与熔融法相比，微晶玻璃的物理、化学性能略有提高，与烧结法相比，微晶玻璃的物理、化学性能有较大提高。4.能缩短核化和晶化的时间，降低核化和晶化的温度。5.本发明方法适合于颗粒熔体压延成型、浮法成型、颗粒熔体混合浇铸成型和玻璃的常规成型法等制备微晶玻璃。因此能扩大生产规模，降低生产成本，提高产品的质量、成品率和企业经济效益。6.本发明方法还能用于生产复合功能微晶玻璃和复合材料。
有资料表明，2001年我国微晶玻璃装饰板的总产量仅有60-80万平方米，且这些微晶玻璃装饰板几乎都采用烧结法生产，产品合格率大都在50-70％，而我国对微晶玻璃装饰板的需求量是现有生产总量的成千上万倍。因此，本发明若在烧结法或熔融法的生产条件下进行工业化改造，能提高产品合格率，扩大生产规模，降低生产成本，将具有十分广阔的开发前景，能产生巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明生产工艺流程图，其中粗体字部分表示本发明的发明点。
具体实施方式
实施例1：
按重量百分比选取基础玻璃的配方：SiO2 41.87％，Al2O39.62％，CaO 31.41％，Na2O 15.70％，Fe2O3 0.07％，MgO 0.02％，K2O 1.28％，Li2O 0.03％；按基础玻璃的配方称量各种原料，然后混合均匀得到玻璃配合料，玻璃配合料用坩埚盛装后，在硅钼棒电炉中熔制，熔制温度为1400℃，保温2h。熔制好的玻璃液一部分制成水淬玻璃颗粒并烘干分级，颗粒级配为10目-80目，水淬玻璃颗粒加入量为10-50％，将该级配的水淬玻璃颗粒与另一部分熔制好的玻璃熔体混合均匀制得母体玻璃.再将经颗粒熔体混合法制备好的母体玻璃，在650±50℃保温2h核化，然后升温至800±50℃保温15-30min晶化。结果表明，采用颗粒熔体混合法制备的微晶玻璃只需要15-30min就可以整体晶化，没有发现气孔；而采用熔融法制备的微晶玻璃需要60min以上才能整体晶化，没有发现气孔；采用烧结法制备的微晶玻璃需要30-60min才能整体晶化，但还没有烧结完全，且带有大量气孔。
实施例2：
按重量百分比选取基础玻璃的配方：SiO2 57.02％，Al2O313.10％，CaO 15.56％，Na2O 12.44％，Fc2O3 0.07％，MgO 0.02％，K2O 1.75％，Li2O 0.04％；按基础玻璃的配方称量各种原料，然后混合均匀得到玻璃配合料，玻璃配合料用坩埚盛装后，在硅钼棒电炉中熔制，熔制温度为1400℃，保温2h。熔制好的玻璃液一部分制成水淬玻璃颗粒并烘干分级，颗粒级配为10目-80目，水淬玻璃颗粒加入量为10-50％，将该级配的水淬玻璃颗粒与另一部分熔制好的玻璃熔体混合均匀制得母体玻璃。再将经颗粒熔体混合法制备好的母体玻璃，在900±50℃保温2h核化，然后升温至1100±50℃保温15-30min晶化。结果表明，采用颗粒熔体混合法制备的微晶玻璃只需要15-30min就可以整体晶化，没有发现气孔；而采用熔融法制备的微晶玻璃需要45min以上才能整体晶化，没有发现气孔；采用烧结法制备的微晶玻璃需要30-45min才能整体晶化，且有少量气孔。
由此可知，采用颗粒熔体混合法制备的微晶玻璃与熔融法、烧结法相比有以下优点：(1)能提高玻璃的整体析晶能力，缩短晶化时间，；(2)目前工业上生产微晶玻璃采用最为广泛的是烧结法，该法的产品合格率一般在50％-70％，而本发明方法的产品合格率均在95％以上，故本发明方法能降低产品的气孔率，提高产品的合格率和产品质量；(3)颗粒熔体混合法能适应于常规成型方法(如压制法、吹制法、压延法、浇铸法等)和浮法生产微晶玻璃；(4)能提高企业的生产能力、生产效率和经济效益。
Claims (1)
1、一种微晶玻璃的生产方法，包含烧结法的配料、混合、熔制、水淬烘干、过筛分级、制得水淬玻璃颗粒的工艺过程和熔融法的配料、混合、熔制、制得玻璃熔体的工艺过程，其特征在于：将上述两常规工艺中分别制得的水淬玻璃颗粒和玻璃熔体进行混合；接着再依次按照玻璃的常规成型法或浮法进行成型、核化、晶化、抛光或切割工艺步骤制得微晶玻璃成品。
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