CN108558203A - 一种热致变色铝硅酸盐玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热致变色铝硅酸盐玻璃及其制备方法，其特征在于：由以下重量百分的原料制成：SiO₂ 55%~72%、Al₂O₃ 15%~24%、B₂O₃ 0%~7%、K₂O 0~8%、MgO 0~4%、CaO 0~1%、Na₂O 2~15%、VO₂ 0.8%~8%；（1）配料；（2）混合和球磨0.25‑0.5h使原料混合均匀；（3）熔制：在熔炉中熔制，以5~10℃/min的速度升温至1000℃，接着以3~5℃/min的速度升温至熔融温度，熔制温度1300~1600℃，保温2~5h，得玻璃液；（4）成型：将玻璃液迅速浇注到不锈钢板模具中成型；（5）退火：在650℃下保温3~6h，玻璃样品随炉冷却至室温即可。本发明的优点：一种热致变色铝硅酸盐玻璃，在68℃会发生从单斜金红石相到四方金红石相的转变，实现室内温度的智能调节，显色效果佳、变色响应时间快；铝硅酸玻璃中由于存在大量的碱金属和铝元素，使其具有高弹性模量；直接在配料中引入二氧化钒粉体，制作工艺简单、成本低。

Description

一种热致变色铝硅酸盐玻璃及其制备方法

技术领域

本发明属于特种玻璃制造技术领域，涉及变色玻璃生产领域，具体涉及一种热致变色铝硅酸盐玻璃及其制备方法。

背景技术

变色玻璃是指在光照、通过低压电流或表面施压等一定条件下改变颜色，且随着条件变化而变化，当施加条件消失后又可逆地自动恢复到初始状态的玻璃，也叫调光玻璃或透过率可调玻璃。这种玻璃随环境改变自身的透过特性，可以实现对太阳辐射能量的有效控制，从而满足人类需求和达到节能的目的。玻璃根据变色原理可分为四类，非别是热致变色玻璃、电致变色玻璃、光致变色玻璃以及气致变色玻璃。

目前，热致变色玻璃的生产多是在普通玻璃上涂敷一层热色材料（有机、无机、聚合物及生物大分子等），以矾的氧化物（VO₂）为基础的薄膜涂层是人们研究的热点。对VO₂薄膜的制备方法研究也比较多，主要有蒸发法、溅射法、溶胶-凝胶法、常压化学气相沉积法等，但直接将二氧化钒粉末作为原料用于制备变色玻璃的研究，目前比较少。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种热致变色铝硅酸盐玻璃及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种热致变色铝硅酸盐玻璃，其特征在于：由以下重量百分的原料制成：SiO₂ 55%~72%、Al₂O₃ 15%~24%、B₂O₃ 0%~7%、K₂O 0~8%、MgO 0~4%、CaO 0~1%、Na₂O 2~15%、VO₂ 0.8%~8%；

一种热致变色铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）配料：按上述重量百分比配制原料；

（2）混合和球磨：将配制好的原料装入球磨机中进行混合和研磨，球磨时间控制在0.5~2.5h，得均匀的混合料；

（3）熔制：将磨制好的混合料在熔炉中熔制，以5~10℃/min的速度升温至1000℃，接着以3~5℃/min的速度升温至熔融温度，熔融温度为1300~1600℃，保温 2~5h（混合料完全熔融），得澄清、均化的玻璃液；

（4）成型：将玻璃液迅速浇注到不锈钢板模具中成型（根据配合料量，选取对应尺寸的磨具）；

（5）退火：成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在650℃下保温3~6h，玻璃样品随炉冷却至室温，即可得一种热致变色铝硅酸盐玻璃。

本发明的优点：采用本方法制备的一种热致变色铝硅酸盐玻璃，在68℃会发生从单斜金红石相到四方金红石相的转变，实现室内温度的智能调节，显色效果佳、变色响应时间快；铝硅酸玻璃中由于存在大量的碱金属和铝元素，使其具有高弹性模量；直接在配料中引入二氧化钒粉体，制作工艺简单、成本低。

具体实施方式

一种热致变色铝硅酸盐玻璃及其制备方法，具体实施步骤如下：

实施例1

（1）按重量百分比为SiO₂ 57%、Al₂O₃ 15%、B₂O₃ 4%、K₂O 7.5%、MgO 2%、CaO 0.5%、Na₂O14%、VO₂ 0.8% 进行配料；

（2）将配制好的上述原料装入球磨机中进行混合和研磨，球磨时间60 min，得均匀的混合料；

（3）将磨制好的混合料在熔炉中熔制，以10℃/min的速度升温至1000℃，接着以5℃/min的速度升温至1300℃，控制熔融温度1300℃，保温5h，得澄清、均化的玻璃液；

（4）将玻璃液迅速浇注到不锈钢板模具中成型，根据配合料量，选取对应尺寸的磨具；

（5）将成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在650℃下保温3h，玻璃样品随炉冷却至室温，即可得一种热致变色铝硅酸盐玻璃。

实施例2

（1）按重量百分比为SiO₂ 60%、Al₂O₃ 24%、B₂O₃ 1%、K₂O 4%、MgO 0.5%、CaO 1%、Na₂O9.5%、、VO₂ 2% 进行配料；

（2）将配制好的上述原料装入球磨机中进行混合和研磨，球磨时间80 min，得均匀的混合料；

（3）将磨制好的混合料在熔炉中熔制，以8℃/min的速度升温至1000℃，接着以4℃/min的速度升温至1500℃，控制熔融温度1500℃，保温2h，得澄清、均化的玻璃液；

（4）将玻璃液迅速浇注到不锈钢板模具中成型，根据配合料量，选取对应尺寸的磨具；

（5）将成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在650℃下保温4h，玻璃样品随炉冷却至室温，即可得一种热致变色铝硅酸盐玻璃。

实施例 3

（1）按重量百分比为SiO₂ 66%、Al₂O₃ 20%、B₂O₃ 2%、SiO₂66%、K₂O 2%、MgO4%、CaO 1%、Na₂O 5%、VO₂ 5%进行配料；

（2）将配制好的上述原料装入球磨机中进行混合和研磨，球磨时间100 min，得均匀的混合料；

（3）将磨制好的混合料在熔炉中熔制，以8℃/min的速度升温至1000℃，接着以4℃/min的速度升温至1400℃，控制熔融温度1400℃，保温3h，得澄清、均化的玻璃液；

（4）将玻璃液迅速浇注到不锈钢板模具中成型，根据配合料量，选取对应尺寸的磨具；

（5）将成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在650℃下保温5h，玻璃样品随炉冷却至室温，即可得一种热致变色铝硅酸盐玻璃。

实施例4

（1）按重量百分比为SiO₂ 72%、Al₂O₃ 17%、B₂O₃ 7%、K₂O 0.5%、MgO 1%、CaO 0.5%、Na₂O2%、VO₂ 8%进行配料；

（2）将配制好的上述原料装入球磨机中进行混合和研磨，球磨时间120 min，得均匀的混合料；

（3）将磨制好的混合料在熔炉中熔制，以6℃/min的速度升温至1000℃，接着以3℃/min的速度升温至1550℃，控制熔融温度1550℃，控制熔融温度1550℃，保温2h，得澄清、均化的玻璃液；

（4）将玻璃液迅速浇注到不锈钢板模具中成型，根据配合料量，选取对应尺寸的磨具；

（5）将成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在650℃下保温6h，玻璃样品随炉冷却至室温，即可得一种热致变色铝硅酸盐玻璃。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.一种热致变色铝硅酸盐玻璃，其特征在于：由以下重量百分的原料制成：SiO₂ 55%~72%、Al₂O₃ 15%~24%、B₂O₃ 0%~7%、K₂O 0~8%、MgO 0~4%、CaO 0~1%、Na₂O 2~15%、VO₂ 0.8%~8%。

2.一种热致变色铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）配料：按上述重量百分比配制原料；

（2）混合和球磨：将配制好的原料装入球磨机中进行混合和研磨，控制0.25-0.5h使原料混合均匀，得均匀的混合料；

（3）熔制：将磨制好的混合料在熔炉中熔制，以5~10℃/min的速度升温至1000℃，接着以3~5℃/min的速度升温至熔融温度，熔融温度为1300~1600℃，保温 2~5h，得澄清、均化的玻璃液；

（4）成型：将玻璃液迅速浇注到不锈钢板模具中成型；

（5）退火：成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在650℃下保温3~6h，玻璃样品随炉冷却至室温，即可得一种热致变色铝硅酸盐玻璃。