CN102515546A - 利用滑石制备的斜顽辉石微晶玻璃及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用滑石制备的斜顽辉石微晶玻璃及其工艺，包括有以下制备步骤：1）称取原料滑石、石英、粘土和碳酸钠；2）将原料混合均匀，并放到硅钼电炉中加热，从电炉中取出坩埚，将坩埚中得到的玻璃液浇注到预先加热的模具中成型，稍后转移到马弗炉中，在600℃进行保温1-2小时后，随炉冷却得到基础玻璃；3）将步骤2）得到的基础玻璃在硅碳棒电炉中加热，升温速率5-8℃/min，根据试样的厚度在950-1000℃保温1-2h，随炉冷却即可以得到微晶玻璃。本发明的优点在于：1）所选用的原料滑石、石英、粘土均是资源非常丰富和廉价的矿物原料；2）制备工艺简单；3）玻璃的晶化不需要外加晶核剂，且结晶速度快。

Description

利用滑石制备的斜顽辉石微晶玻璃及其工艺

技术领域

本发明涉及一种利用滑石制备的斜顽辉石微晶玻璃及其工艺。

背景技术

微晶玻璃是一种具有许多优良性能的新型无机材料。二十世纪五十年代，美国康宁公司首先研制成功了光敏微晶玻璃，六十年代中期前苏联率先利用工业矿渣作为主要原料，采用压延生产法制成了矿渣微晶玻璃板材。1967年日本以安山岩为原料，开发研制出了黑色微晶玻璃装饰板。七十年代初美国利用岩石以及其他玻璃原料，采用平板玻璃的成型方法，生产出了建筑岩石微晶玻璃装饰板。

我国在微晶玻璃方面的研究也主要集中在各种工业废渣在微晶玻璃方面的应用，以及微晶玻璃板材方面的研究。如1989年，沈定坤等人发明专利微晶玻璃型饰面材料的制造；2004年，刘军等人发明 金属尾矿建筑微晶玻璃及其制备方法；同年，李章大等人发明高铁尾矿制造的微晶玻璃及方法；2006年，程金树等人发明一种废渣微晶玻璃及其制备方法。这些***都属于CaO-Al₂O₃-SiO₂***微晶玻璃。目前对MgO-Al₂O₃-SiO₂***微晶玻璃的研究主要集中在堇青石***微晶玻璃，如2011年6月，王国胜等人发明一种以滑石和膨润土为原料制备微晶玻璃的方法。目前对于建筑装饰微晶玻璃板材，主要采用烧结法工艺，该工艺无法实现异型制品的生产，同时，在生产过程中需要添加晶核剂，无法得到纯白的的玻璃制品，限制了该材料的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出一种利用滑石制备的斜顽辉石微晶玻璃及其工艺，其原料廉价，不需要添加晶核剂，采用先热塑成型，再进行晶化处理的生产工艺，得到纯白斜顽辉石微晶玻璃制品。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：利用滑石制备的斜顽辉石微晶玻璃,其特征在于其组分及其组分含量以100克斜顽辉石微晶玻璃为基准各组分的质量以克计为：

滑石40-60，石英10-25，粘土20-26，碳酸钠14-20。

按上述方案，所述的斜顽辉石微晶玻璃的化学组成（wt%）为：SiO₂：58-65，Al₂O₃：8-10，CaO：2-4，MgO：12-18，Na₂O：8-12，Fe₂O₃：0-0.1，TiO₂：0-0.03。

利用滑石制备斜顽辉石微晶玻璃的方法，其特征在于包括有以下制备步骤：

1）选择原料

称取原料滑石、石英、粘土和碳酸钠，以100克玻璃为基准各组分的质量以克计为：

滑石40-60，石英10-25，粘土20-26，碳酸钠14-20；

2）基础玻璃的制备

将原料混合均匀，装入刚玉坩埚，并放到硅钼电炉中加热，加热速率为4-5℃/min，并在1500-1520℃保温2.5-3小时，从电炉中取出坩埚，将坩埚中得到的玻璃液浇注到预先加热的模具中成型，稍后转移到马弗炉中，在600℃进行保温1-2小时后，随炉冷却得到基础玻璃；

3）玻璃晶化处理

将步骤2）得到的基础玻璃在硅碳棒电炉中加热，升温速率5-8℃/min，根据试样的厚度在950-1000℃保温1-2h，随炉冷却即可以得到微晶玻璃。

所述的斜顽辉石微晶玻璃的化学组成（wt%）为：SiO₂：58-65，Al₂O₃：8-10，CaO：2-4，MgO：12-18，Na₂O：8-12，Fe₂O₃：0-0.1，TiO₂：0-0.03。

所述的斜顽辉石微晶玻璃为斜顽辉石（MgO.SiO₂）晶相。

本发明的的优点在于：

1）本发明的实用面广，所选用的原料滑石、石英、粘土均是资源非常丰富和廉价的矿物原料；

2）制备工艺简单，采用一般的玻璃熔制工艺即可满足玻璃熔制要求，微晶玻璃制品的成型采用热塑成型，易于实现自动成型；

3）玻璃的晶化不需要外加晶核剂，且结晶速度快。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的微晶玻璃的XRD谱图。

具体实施方式

本发明的制备工艺通过以下实施例详细说明如下：

实施例1

将石英、滑石粉、粘土、无水碳酸钠粉碎，过45目的筛子，制得粉料，称取石英25克，滑石粉40克，粘土24.克，无水碳酸钠20克，放入混料机中混合30min。

将混合料装入100ml的刚玉坩埚中，置于硅钼电炉中加热熔制，升温速率为5℃/min，在1500℃保温3小时，从电炉中取出坩埚，将坩埚中熔化好的玻璃液倒在事先预热的铁板上，用铁板将玻璃液压成玻璃板，将玻璃板迅速转移至预先升温到600℃的马弗炉中，退火1h，随炉冷却得到基础玻璃。

玻璃板冷却后，取出并置于硅碳棒炉中进行热处理，从室温升至980℃，升温速率为5℃/min，在980℃保温2h，随炉冷却得到微晶玻璃。

如图1所示，用日本RIGAKU公司生产的D/MX-ⅢA型X-射线衍射分析仪测得图谱，与标准的PDF卡片进行比较分析，该微晶玻璃的矿物相组成为斜顽辉石。

应用实施例：

该***微晶玻璃由于具有白度高，结晶速度快（1-2h）等特点，可以应用于日用微晶餐具的生产。该微晶玻璃白度大于80，350℃急冷急热不开裂等优良性能。

实施例2

原料种类及原料处理如实施例1相同，分别称取石英22克，滑石粉46克，粘土26克，无水碳酸钠17克。原料混合程序、熔化制度、退火制度同实施例1。热处理制度为：从室温升至1000℃，升温速率为5℃/min，在1000℃保温2.0h，随炉冷却，得到微晶玻璃的矿物相组成为斜顽辉石。

实施例3

原料种类及原料处理如实施例1相同，分别称取石英19克，滑石粉53克，粘土20克，无水碳酸钠17克。原料混合程序、熔化制度、退火制度同实施例1。热处理制度为：从室温升至1000℃，升温速率为5℃/min，在1000℃保温1.5h，随炉冷却，得到微晶玻璃的矿物相组成为斜顽辉石。

实施例4

原料种类及原料处理如实施例1相同，分别称取石英10克，滑石粉60克，粘土26克，无水碳酸钠14克。原料混合程序、熔化制度、退火制度同实施例1。热处理制度为：从室温升至1000℃，升温速率为5℃/min，在1000℃保温1.0h，随炉冷却，得到微晶玻璃的矿物相组成为斜顽辉石。

Claims (5)

1.利用滑石制备的斜顽辉石微晶玻璃，其特征在于其组分及其组分含量以100克斜顽辉石微晶玻璃为基准各组分的质量以克计为：

滑石40-60，石英10-25，粘土20-26，碳酸钠14-20。

2.按权利要求1所述的利用滑石制备的斜顽辉石微晶玻璃，其特征在于所述的斜顽辉石微晶玻璃的化学组成（wt%）为：SiO₂：58-65，Al₂O₃：8-10，CaO：2-4，MgO：12-18，Na₂O：8-12，Fe₂O₃：0-0.1，TiO₂：0-0.03。

3.权利要求1所述的利用滑石制备斜顽辉石微晶玻璃的方法，其特征在于包括有以下制备步骤：

1）选择原料

称取原料滑石、石英、粘土和碳酸钠，以100克玻璃为基准各组分的质量以克计为：

滑石40-60，石英10-25，粘土20-26，碳酸钠14-20；

2）基础玻璃的制备

将原料混合均匀，装入刚玉坩埚，并放到硅钼电炉中加热，加热速率为4-5℃/min，并在1500-1520℃保温2.5-3小时，从电炉中取出坩埚，将坩埚中得到的玻璃液浇注到预先加热的模具中成型，稍后转移到马弗炉中，在600℃进行保温1-2小时后，随炉冷却得到基础玻璃；

3）玻璃晶化处理

将步骤2）得到的基础玻璃在硅碳棒电炉中加热，升温速率5-8℃/min，根据试样的厚度在950-1000℃保温1-2h，随炉冷却即可以得到微晶玻璃。

4.按权利要求3所述的利用滑石制备斜顽辉石微晶玻璃的方法，其特征在于所述的斜顽辉石微晶玻璃的化学组成（wt%）为：SiO₂：58-65，Al₂O₃：8-10，CaO：2-4，MgO：12-18，Na₂O：8-12，Fe₂O₃：0-0.1，TiO₂：0-0.03。

5.按权利要求3或4所述的利用滑石制备斜顽辉石微晶玻璃的方法，其特征在于所述的所述的斜顽辉石微晶玻璃为斜顽辉石晶相。

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