【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于玻璃陶瓷，具体而言，涉及一种高硬度微晶玻璃及其制备工艺。
技术介绍
1、微晶玻璃又称玻璃陶瓷、微晶陶瓷，是通过对某些特定组成的基础玻璃，在一定温度下进行受控核化、晶化而制得的一种含有玻璃体的多晶固相材料。微晶玻璃的性能主要是由主晶相来决定，主晶相可通过控制成核、晶化以及选择不同的母玻璃组分来实现。微晶玻璃兼具玻璃和陶瓷的特点，具有强度高、耐磨性好、抗腐蚀性强等优点，在热学、化学、生物学、光学以及电学性能方面优于金属及聚合物，可广泛应用于建筑材料以及管道、泵、轴承等耐腐蚀或抗磨领域。
2、微晶玻璃根据玻璃体系分为硅酸盐微晶玻璃、铝硅酸盐微晶玻璃、氟硅酸盐微晶玻璃、硼酸盐微晶玻璃及磷酸盐微晶玻璃，其中铝硅酸盐微晶玻璃以其明显的性能优势成为研究热点。铝硅酸盐微晶玻璃主要有四大系统：li2o-al2o3-sio2系统、mgo-a12o3-sio2系统、na2o-al2o3-sio2系统、zno-al2o3-sio2系统。其中li2o-al2o3-sio2 (las)系微晶玻璃具有强度高、热膨胀系数低且化学性质稳定等特点，是铝硅酸盐微晶玻璃中重要的一类。在las系微晶玻璃的制备过程中，基础玻璃的成分组成是决定析出晶相类型和析晶能力的关键因素，它能在内在结构上影响材料的性能。为此，非常有必要选择一种合适的物质作为微晶玻璃的主晶相，使得所得到的微晶玻璃具有很高的抗形变、硬度、抗腐蚀性、耐酸碱性和耐热性。
技术实现思路
1、本专利技术的首要目的是提供一种高硬度微晶玻璃及其
2、为此，本专利技术提供如下技术方案。
3、本专利技术的一个方面提供了一种高硬度微晶玻璃，以摩尔分数计，所述微晶玻璃的原料包括：sio2 69-69.1%，al2o3 4-4.05%，p2o5 1-1.02%，li2o 22.15-22.16%，na2o 0.07%，k2o 0.07%，zro2 2.78-2.8%，mgo 0-0.7%，cao 0-0.71%，sro 0-0.72%，bao 0-0.7%，sb2o30-0.08%，以及余量的增效复合物。
4、在本专利技术的一个优选实施例中，以摩尔分数计，所述微晶玻璃的原料包括：sio269.05%，al2o3 4.05%，p2o5 1.01%，li2o 22.16%，na2o 0.07%，k2o 0.07%，zro2 2.79%，mgo0.35%，cao 0.35%，sro 0.36%，bao 0.35%，sb2o3 0.04%，以及余量的增效复合物。
5、在本专利技术的一个优选实施例中，所述增效复合物由氧化铱、电气石与煤制油残渣按照质量比1:10-30:100的量复合而成。
6、在本专利技术的一个优选实施例中，所述增效复合物的制备方法包括以下步骤：
7、分别将氧化铱、电气石和煤制油残渣置于烘箱中干燥至恒重，然后经球磨机研磨，研磨后过400目筛，分别得到各原料粉末；
8、惰性气氛下，将氧化铱粉、电气石粉与煤制油残渣粉混合均匀然后置于马弗炉中熔融，保温结束后冷却至室温，然后将所得产物经粉碎、研磨并，得到所述增效复合物。
9、在本专利技术的一个优选实施例中，所述氧化铱粉、电气石粉与煤制油残渣粉按照质量比1:10-30:100的量混合。
10、在本专利技术的一个优选实施例中，所述电气石选自铁电气石、铁镁电气石、黑电气石中的任一种。
11、在本专利技术的一个优选实施例中，所述微晶玻璃满足：中心张应力密度＞350mpa，80目砂纸跌落＞180cm，高温高湿失效时间＞240h，cs50/｜ct_cv｜＞1.05，其中cs50指深度对应50µm的应力值，｜ct-cv｜指张应力层中最大张应力的绝对值。
12、本专利技术的另一个方面提供了一种根据如前所述的高硬度微晶玻璃的制备方法，所述制备述方法包括以下步骤：
13、按照所述组分称取原料，将各原料组分混合后熔制，并置于模具中成型，制备得到微晶玻璃胚体；
14、将所述微晶玻璃胚体进行热处理，制备得到微晶玻璃前体；
15、将所述微晶玻璃前体进行强化处理，得到微晶玻璃成品。
16、在本专利技术的一个优选实施例中，所述熔制条件为：温度1500-1800℃，时间6-10h。
17、在本专利技术的一个优选实施例中，所述热处理过程为：将所述微晶玻璃胚体加热到温度550-600℃，保温3-5小时，进行核化；将核化后的玻璃加热到温度700-780℃，保温1-3小时，进行晶化。
18、在本专利技术的一个优选实施例中，所述强化处理条件为：将所述微晶玻璃前体浸泡于强化熔盐中于400-600℃下处理6-10h。
19、在本专利技术的一个优选实施例中，所述强化熔盐的组成为：70-80g/l的硝酸钾、20-30g/l的硝酸钠和0-0.05g/l的硝酸锂。
20、在本专利技术的一个优选实施例中，所述强化熔盐的组成为：70-80g/l的硝酸钾、20-30g/l的硝酸钠、0-0.05g/l的硝酸锂、10-20g/l的改性二氧化硅。
21、在本专利技术的一个优选实施例中，所述改性二氧化硅按照以下方法制备得到：
22、将环糊精溶于水中，并加入酸调节溶液ph值为2-4，得到酸性环糊精溶液；
23、按照质量体积比1g：10-30ml的量将二氧化硅加入至所得酸性环糊精溶液中， 加热至65-75℃，在搅拌条件下加入硅烷偶联剂，加入完毕后继续搅拌反应2-4h，反应结束后冷却至室温，得到改性二氧化硅。
24、在本专利技术的一个优选实施例中，所述环糊精与水按照质量比1-5:100的量混合。
25、在本专利技术的一个优选实施例中，所述酸选择醋酸、柠檬酸、草酸或酒石酸中的任一种。
26、在本专利技术的一个优选实施例中，所述硅烷偶联剂为3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷。
27、在本专利技术的一个优选实施例中，所述硅烷偶联剂的加入量为二氧化硅质量的1-3%。
28、借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点：
29、1、本专利技术通过将各原料组分及含量进行合理配伍，使得所得到的微晶玻璃具有较高的硬度和优异的机械性能，可满足不同行业对微晶玻璃高硬度、耐磨、耐腐蚀的要求。本专利技术的微晶玻璃以sio2、al2o3以及li2o为主要成分，通过添加例如五氧化二磷、氧化钠、氧化钾等物质，能够起到协同增效的作用，这几种物质的添加可以降低成核势垒，促进成核和晶化，改善玻璃的析晶性能。
30、2、本专利技术还在原料中添加增效复合物，其中该增效复合物以氧化铱、电气石与煤制油残渣按照一定比例复合熔融而成。其中氧化铱为棕色四角形的晶体，其晶格为金红石结构，其中有六配位的铱及三配位的氧，其稳定性高。氧化铱的加入不仅能够提高成核效果，还可以起到稳定剂的作用。煤制油残渣和电气石均为含有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高硬度微晶玻璃，其特征在于，以摩尔分数计，所述微晶玻璃的原料包括：SiO269-69.1%，Al2O3 4-4.05%，P2O5 1-1.02%，Li2O 22.15-22.16%，Na2O 0.07%，K2O 0.07%，ZrO22.78-2.8%，MgO 0-0.7%，CaO 0-0.71%，SrO 0-0.72%，BaO 0-0.7%，Sb2O3 0-0.08%，以及余量的增效复合物。
2.根据权利要求1所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，以摩尔分数计，所述微晶玻璃的原料包括：SiO2 69.05%，Al2O3 4.05%，P2O5 1.01%，Li2O 22.16%，Na2O 0.07%，K2O 0.07%，ZrO2 2.79%，MgO 0.35%，CaO 0.35%，SrO 0.36%，BaO 0.35%，Sb2O3 0.04%，以及余量的增效复合物。
3.根据权利要求1或2所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，所述增效复合物的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，所述氧化铱粉、电气石粉与煤制油
5.根据权利要求3所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，所述电气石选自铁电气石、铁镁电气石、黑电气石中的任一种。
6.一种根据权利要求1至5任一所述的高硬度微晶玻璃的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述熔制条件为：温度1500-1800℃，时间6-10h。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热处理过程为：将所述微晶玻璃胚体加热到温度550-600℃，保温3-5小时，进行核化；将核化后的玻璃加热到温度700-780℃，保温1-3小时，进行晶化。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述强化处理条件为：将所述微晶玻璃前体浸泡于强化熔盐中于400-600℃下处理6-10h。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述强化熔盐的组成为：70-80g/L的硝酸钾、20-30g/L的硝酸钠和0-0.05g/L的硝酸锂。
...【技术特征摘要】
1.一种高硬度微晶玻璃，其特征在于，以摩尔分数计，所述微晶玻璃的原料包括：sio269-69.1%，al2o3 4-4.05%，p2o5 1-1.02%，li2o 22.15-22.16%，na2o 0.07%，k2o 0.07%，zro22.78-2.8%，mgo 0-0.7%，cao 0-0.71%，sro 0-0.72%，bao 0-0.7%，sb2o3 0-0.08%，以及余量的增效复合物。
2.根据权利要求1所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，以摩尔分数计，所述微晶玻璃的原料包括：sio2 69.05%，al2o3 4.05%，p2o5 1.01%，li2o 22.16%，na2o 0.07%，k2o 0.07%，zro2 2.79%，mgo 0.35%，cao 0.35%，sro 0.36%，bao 0.35%，sb2o3 0.04%，以及余量的增效复合物。
3.根据权利要求1或2所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，所述增效复合物的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张福军，周卫卫，朱凯迪，原树同，陈宝，
申请(专利权)人：常熟佳合显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。