一種鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷及其制備方法技術

本發明專利技術提供一種鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷，所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷包括以下重量百分比的組分：5％?15％的氧化鋰(Li

【技術實現步驟摘要】
一種鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷及其制備方法
專利技術涉及化工領域，尤其涉及一種鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷及其制備方法。
技術介紹
納米晶玻璃陶瓷是一種結合致密的納米晶相(結晶相)和玻璃相組成的多相復合材料。可將特定組成的基礎玻璃進行特定的熱處理制程后，使玻璃液相中發生成核并結晶生長，進一步使其變成具有納米晶相和玻璃相均勻分布的多相復合材料。納米晶玻璃陶瓷性能十分優越，一方面，納米晶玻璃陶瓷具有陶瓷的高強度和高硬度等特性，且，納米晶玻璃陶瓷耐磨耐腐蝕性好、抗沖擊能力強、化學性能穩定；另一方面，納米晶玻璃陶瓷具有玻璃的高透過性，可利用熱成型工藝實現曲面成型。納米晶玻璃陶瓷可廣泛應用在智能手機、智能手表、平板計算機、汽車中控保護屏等智能產品的屏幕蓋板和背板，還能廣泛應用于顯微鏡、數碼攝像機、投影儀及各類光學鏡頭。納米晶玻璃陶瓷的性能受其成分配比影響較大，現有的納米晶玻璃陶瓷具有一定的膨脹系數，并不適用于某些領域。如何提供一種新型納米晶玻璃陶瓷及其制備方法是本領域技術人員需要考慮的。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供一種鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷及其制備方法。本專利技術提供一種鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷，所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷包括以下重量百分比的組分：5％-15％的氧化鋰(Li2O)，40％-80％的二氧化硅(SiO2)以及10％-35％的氧化鋁(Al2O3)，其中，所述氧化鋰用于降低所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的膨脹系數，所述二氧化硅用于構成所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的骨架，所述氧化鋁用于增強所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的機械強度。進一步地，還包括以下重量百分比的組分：0％-10％的氧化鉀(K2O)，0％-15％的氧化鈉(Na2O)，0％-5％的氧化鈣(CaO)及0％-5％的五氧化二鈮(Nb2O5)，其中，所述氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣，三氧化二鐵及五氧化二鈮為助溶劑。進一步地，還包括以下重量百分比的組分：0％-5％的三氧化二鉻(Cr2O3)，0％-5％的三氧化二鐵(Fe2O3)，0％-10％的氧化磷(P2O5)，0％-15％的二氧化鈦(TiO2)、0％-10％的二氧化鋯(ZrO2)，其中，所述三氧化二鉻、三氧化二鐵、氧化磷、二氧化鈦以及二氧化鋯為晶核劑，所述晶核劑在所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷熔融過程中促進晶核形成及生長。進一步地，所述晶核劑的成分還可以包括銀(Ag)。進一步地，還包括以下重量百分比的組分：0％-5％的二氧化錫(SnO2)，0％-5％的氧化銻(Sb2O3)以及0％-5％的三氧化二砷(As2O3)，其中，所述二氧化錫，氧化銻以及三氧化二砷為澄清劑，所述澄清劑在所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷熔融過程中促進氣泡排除。進一步地，還包括以下重量百分比的組分：0％-10％的氧化鎂(MgO)及0％-10％的氧化鋅(ZnO)，其中，所述氧化鎂及氧化鋅用于增強所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的機械強度及化學穩定性。進一步地，還包括以下重量百分比的組分：0％-5％的氧化鋇(BaO)，其中，所述氧化鋇用于增加所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷折射率、密度、光澤和化學穩定性。本專利技術還提供一種鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的制備方法，包括以下步驟：提供如前述組分的原料，將所述原料混合并置于一第一反應釜中，將所述第一反應釜加熱至所述原料熔融得到一第一混合物；提供一模具，將所述第一混合物注入所述模具中冷卻成型得到一鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷半成品；將所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷半成品置于一第二反應釜中，保持所述第二反應釜的溫度范圍為500至800℃，保溫2至10小時得到一第二混合物；以及調整所述第二反應釜的溫度范圍為650至1050℃，保溫2至12小時得到所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷。進一步地，對所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷進行切割、表面處理及強化。進一步地，所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷中的晶粒尺寸范圍為1nm至100nm。本專利技術的鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷材料在具有優良的機械強度及化學穩定性的同時較低的膨脹系數。附圖說明圖1為本專利技術一實施例的鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的制備方法的流程示意圖。主要元件符號說明步驟S1～S5如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本專利技術。具體實施方式在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本專利技術，但是本專利技術還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本專利技術內涵的情況下做類似應用，因此本專利技術不受下面公開的具體實施例的限制。本專利技術的鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷中各原料的組分和重量百分比可以為：氧化鋰(Li2O)5％-15％，二氧化硅(SiO2)40％-80％，氧化鋁(Al2O3)10％-35％，氧化鎂(MgO)0％-20％，氧化鋅(ZnO)0％-10％，氧化鉀(K2O)0％-10％，氧化鈉(Na2O)0％-15％，氧化鈣(CaO)0％-5％，三氧化二鐵(Fe2O3)0％-5％，三氧化二鉻(Cr2O3)0％-5％，氧化鎳(NiO)0-5％，氧化磷(P2O5)0％-10％，二氧化鈦(TiO2)0％-15％，二氧化鋯(ZrO2)0％-10％，二氧化錫(SnO2)0％-5％，五氧化二鈮(Nb2O5)0％-5％，氧化銻(Sb2O3)0％-5％，三氧化二砷(As2O3)0％-5％，氧化鋇(BaO)0％-5％及微量的銀(Ag)。其中，Li2O用于替換傳統納米晶玻璃陶瓷中的氧化鉀或氧化鈉，Li2O可以調節材料的熱膨脹系數，制造用于特殊光學產品的低膨脹或零膨脹的納米晶玻璃陶瓷。Li2O的含量也可控制材料的結晶傾向，Li2O還可在一定程度上降低材料的熔化溫度和黏度，從而降低材料后續曲面成型的難度，Li2O的重量百分比可在5％-15％之間。其中，SiO2用于構成鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的基礎骨架，SiO2含量過低會使得鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷中生成的晶相不穩定或結構變粗，且會使得鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷缺少光澤甚至失透，而SiO2含量過高會使得原料難以融化，使得鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷制備過程需要較高的熔制溫度，因此，SiO2的重量百分比應控制在40％-80％之間。其中，BaO可用于增加鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷折射率、密度、光澤和化學穩定性，但使，當BaO含量過高時可能導致鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷材料不澄清，因此，BaO的重量百分比應控制在0％-5％之間。其中，Al2O3可用于增加鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的機械強度和穩定性，但是，當Al2O3含量過高時可能導致鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷熔融過程發生困難或其抗失透性下降，因此，Al2O3的重量百分比應控制在10％-35％之間。其中，MgO可用于使鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷形成高強度、穩定的晶相，且，適量加入MgO可以增強鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的機械強度和化學穩定性，因此，MgO的重量百本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷，其特征在于，所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷包括以下重量百分比的組分：5％-15％的氧化鋰(Li

【技術特征摘要】
1.一種鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷，其特征在于，所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷包括以下重量百分比的組分：5％-15％的氧化鋰(Li2O)，40％-80％的二氧化硅(SiO2)以及10％-35％的氧化鋁(Al2O3)，其中，所述氧化鋰用于降低所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的膨脹系數，所述二氧化硅用于構成所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的骨架，所述氧化鋁用于增強所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷的機械強度。


2.如權利要求1所述的鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷，其特征在于，還包括以下重量百分比的組分：0％-10％的氧化鉀(K2O)，0％-15％的氧化鈉(Na2O)，0％-5％的氧化鈣(CaO)及0％-5％的五氧化二鈮(Nb2O5)，其中，所述氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣，三氧化二鐵及五氧化二鈮為助溶劑。


3.如權利要求2所述的鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷，其特征在于，還包括以下重量百分比的組分：0％-5％的三氧化二鉻(Cr2O3)，0％-5％的三氧化二鐵(Fe2O3)，0％-10％的氧化磷(P2O5)，0％-15％的二氧化鈦(TiO2)、0％-10％的二氧化鋯(ZrO2)，其中，所述三氧化二鉻、三氧化二鐵、氧化磷、二氧化鈦以及二氧化鋯為晶核劑，所述晶核劑在所述鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷熔融過程中促進晶核形成及生長。


4.如權利要求3所述的鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷，其特征在于，所述晶核劑的成分還可以包括銀(Ag)。


5.如權利要求3所述的鋰鋁硅酸鹽納米晶玻璃陶瓷，其特征在于，還包括以下重量百分比的組分：0％-5％的二氧化錫(SnO2)，0％-5％的氧化銻(Sb2O3)以及0％-5％的三氧化二砷(As2O3)，其中，所述二氧化錫，氧...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張月皎，姚全星，羅愷，袁曉波，劉慶，李軍旗，
申請(專利權)人：深圳精匠云創科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44