【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于玻璃陶瓷，具體而言，涉及一種高硬度微晶玻璃及其制備工藝。
技術介紹
1、微晶玻璃又稱玻璃陶瓷、微晶陶瓷，是通過對某些特定組成的基礎玻璃，在一定溫度下進行受控核化、晶化而制得的一種含有玻璃體的多晶固相材料。微晶玻璃的性能主要是由主晶相來決定，主晶相可通過控制成核、晶化以及選擇不同的母玻璃組分來實現。微晶玻璃兼具玻璃和陶瓷的特點，具有強度高、耐磨性好、抗腐蝕性強等優點，在熱學、化學、生物學、光學以及電學性能方面優于金屬及聚合物，可廣泛應用于建筑材料以及管道、泵、軸承等耐腐蝕或抗磨領域。
2、微晶玻璃根據玻璃體系分為硅酸鹽微晶玻璃、鋁硅酸鹽微晶玻璃、氟硅酸鹽微晶玻璃、硼酸鹽微晶玻璃及磷酸鹽微晶玻璃，其中鋁硅酸鹽微晶玻璃以其明顯的性能優勢成為研究熱點。鋁硅酸鹽微晶玻璃主要有四大系統：li2o-al2o3-sio2系統、mgo-a12o3-sio2系統、na2o-al2o3-sio2系統、zno-al2o3-sio2系統。其中li2o-al2o3-sio2?(las)系微晶玻璃具有強度高、熱膨脹系數低且化學性質穩定等特點，是鋁硅酸鹽微晶玻璃中重要的一類。在las系微晶玻璃的制備過程中，基礎玻璃的成分組成是決定析出晶相類型和析晶能力的關鍵因素，它能在內在結構上影響材料的性能。為此，非常有必要選擇一種合適的物質作為微晶玻璃的主晶相，使得所得到的微晶玻璃具有很高的抗形變、硬度、抗腐蝕性、耐酸堿性和耐熱性。
技術實現思路
1、本專利技術的首要目的是提供一種高硬度微晶玻璃及其
2、為此，本專利技術提供如下技術方案。
3、本專利技術的一個方面提供了一種高硬度微晶玻璃，以摩爾分數計，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%，以及余量的增效復合物。
4、在本專利技術的一個優選實施例中，以摩爾分數計，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%，以及余量的增效復合物。
5、在本專利技術的一個優選實施例中，所述增效復合物由氧化銥、電氣石與煤制油殘渣按照質量比1:10-30:100的量復合而成。
6、在本專利技術的一個優選實施例中，所述增效復合物的制備方法包括以下步驟：
7、分別將氧化銥、電氣石和煤制油殘渣置于烘箱中干燥至恒重，然后經球磨機研磨，研磨后過400目篩，分別得到各原料粉末；
8、惰性氣氛下，將氧化銥粉、電氣石粉與煤制油殘渣粉混合均勻然后置于馬弗爐中熔融，保溫結束后冷卻至室溫，然后將所得產物經粉碎、研磨并，得到所述增效復合物。
9、在本專利技術的一個優選實施例中，所述氧化銥粉、電氣石粉與煤制油殘渣粉按照質量比1:10-30:100的量混合。
10、在本專利技術的一個優選實施例中，所述電氣石選自鐵電氣石、鐵鎂電氣石、黑電氣石中的任一種。
11、在本專利技術的一個優選實施例中，所述微晶玻璃滿足：中心張應力密度＞350mpa，80目砂紙跌落＞180cm，高溫高濕失效時間＞240h，cs50/｜ct_cv｜＞1.05，其中cs50指深度對應50μm的應力值，｜ct-cv｜指張應力層中最大張應力的絕對值。
12、本專利技術的另一個方面提供了一種根據如前所述的高硬度微晶玻璃的制備方法，所述制備述方法包括以下步驟：
13、按照所述組分稱取原料，將各原料組分混合后熔制，并置于模具中成型，制備得到微晶玻璃胚體；
14、將所述微晶玻璃胚體進行熱處理，制備得到微晶玻璃前體；
15、將所述微晶玻璃前體進行強化處理，得到微晶玻璃成品。
16、在本專利技術的一個優選實施例中，所述熔制條件為：溫度1500-1800℃，時間6-10h。
17、在本專利技術的一個優選實施例中，所述熱處理過程為：將所述微晶玻璃胚體加熱到溫度550-600℃，保溫3-5小時，進行核化；將核化后的玻璃加熱到溫度700-780℃，保溫1-3小時，進行晶化。
18、在本專利技術的一個優選實施例中，所述強化處理條件為：將所述微晶玻璃前體浸泡于強化熔鹽中于400-600℃下處理6-10h。
19、在本專利技術的一個優選實施例中，所述強化熔鹽的組成為：70-80g/l的硝酸鉀、20-30g/l的硝酸鈉和0-0.05g/l的硝酸鋰。
20、在本專利技術的一個優選實施例中，所述強化熔鹽的組成為：70-80g/l的硝酸鉀、20-30g/l的硝酸鈉、0-0.05g/l的硝酸鋰、10-20g/l的改性二氧化硅。
21、在本專利技術的一個優選實施例中，所述改性二氧化硅按照以下方法制備得到：
22、將環糊精溶于水中，并加入酸調節溶液ph值為2-4，得到酸性環糊精溶液；
23、按照質量體積比1g：10-30ml的量將二氧化硅加入至所得酸性環糊精溶液中，?加熱至65-75℃，在攪拌條件下加入硅烷偶聯劑，加入完畢后繼續攪拌反應2-4h，反應結束后冷卻至室溫，得到改性二氧化硅。
24、在本專利技術的一個優選實施例中，所述環糊精與水按照質量比1-5:100的量混合。
25、在本專利技術的一個優選實施例中，所述酸選擇醋酸、檸檬酸、草酸或酒石酸中的任一種。
26、在本專利技術的一個優選實施例中，所述硅烷偶聯劑為3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷或3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷。
27、在本專利技術的一個優選實施例中，所述硅烷偶聯劑的加入量為二氧化硅質量的1-3%。
28、借由上述技術方案，本專利技術至少具有下列優點：
29、1、本專利技術通過將各原料組分及含量進行合理配伍，使得所得到的微晶玻璃具有較高的硬度和優異的機械性能，可滿足不同行業對微晶玻璃高硬度、耐磨、耐腐蝕的要求。本專利技術的微晶玻璃以sio2、al2o3以及li2o為主要成分，通過添加例如五氧化二磷、氧化鈉、氧化鉀等物質，能夠起到協同增效的作用，這幾種物質的添加可以降低成核勢壘，促進成核和晶化，改善玻璃的析晶性能。
30、2、本專利技術還在原料中添加增效復合物，其中該增效復合物以氧化銥、電氣石與煤制油殘渣按照一定比例復合熔融而成。其中氧化銥為棕色四角形的晶體，其晶格為金紅石結構，其中有六配位的銥及三配位的氧，其穩定性高。氧化銥的加入不僅能夠提高成核效果，還可以起到穩定劑的作用。煤制油殘渣和電氣石均為含有本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高硬度微晶玻璃，其特征在于，以摩爾分數計，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%，以及余量的增效復合物。
2.根據權利要求1所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，以摩爾分數計，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%，以及余量的增效復合物。
3.根據權利要求1或2所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，所述增效復合物的制備方法包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，所述氧化銥粉、電氣石粉與煤制油
5.根據權利要求3所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，所述電氣石選自鐵電氣石、鐵鎂電氣石、黑電氣石中的任一種。
6.一種根據權利要求1至5任一所述的高硬度微晶玻璃的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述熔制條件為：溫度1500-1800℃，時間6-10h。
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理過程為：將所述微晶玻璃胚體加熱到溫度550-600℃，保溫3-5小時，進行核化；將核化后的玻璃加熱到溫度700-780℃，保溫1-3小時，進行晶化。
9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述強化處理條件為：將所述微晶玻璃前體浸泡于強化熔鹽中于400-600℃下處理6-10h。
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述強化熔鹽的組成為：70-80g/L的硝酸鉀、20-30g/L的硝酸鈉和0-0.05g/L的硝酸鋰。
...【技術特征摘要】
1.一種高硬度微晶玻璃，其特征在于，以摩爾分數計，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%，以及余量的增效復合物。
2.根據權利要求1所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，以摩爾分數計，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%，以及余量的增效復合物。
3.根據權利要求1或2所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，所述增效復合物的制備方法包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的高硬度微晶玻璃，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張福軍，周衛衛，朱凱迪，原樹同，陳寶，
申請(專利權)人：常熟佳合顯示科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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