技术领域
[0001] 本
发明涉及玻璃板生产技术领域,具体涉及一种微晶石英玻璃板配方及制备工 〇
背景技术
[0002] 微晶玻璃是把加有晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的玻璃在可控条件下进行 晶化
热处理而制备出的一种微晶相和玻璃相均匀分布的
复合材料,具有优良的
力学、热学、 电学和化学等性能,在国防、
电子、化工、机械工程和建筑等领域得到了广泛应用。
[0003] 与天然石材装饰材料如大理石和
花岗岩板相比,微晶玻璃建筑装饰材料具有强度 高、硬度大、耐磨损、不吸
水、防污抗冻和化学
稳定性好等特点,广泛用作
建筑物的内墙、地 面、
台面、柱石和外墙的装饰,然而,传统的微晶玻璃制备工艺是采用化工原料,使得制品的 成本较高。为了降低生产成本,提高市场竞争力,人们开展了利用赤泥、
钢渣、
煤矸石等固体 工业废渣制备微晶玻璃的研究,而作为排出量最大的固体废弃物之一,
粉煤灰制备微晶玻 璃也逐渐受到了人们的关注。
发明内容
[0004] 针对以上问题,本发明提供了一种微晶石英玻璃板配方及制备工艺,以粉煤灰为 主要原料,利用
烧结法制备出以
硅灰石为主晶相,并含有
钙长石和钙
铝黄长石晶体的微晶 玻璃,可以有效解决背景技术中的问题。
[0005] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种微晶石英玻璃板配方,按照 重量份数由如下原料组成:
煤粉灰45-50份、
钾长石4-6份、石灰石22-26份、萤石1-3份、白
云石15-17份、石英6-8 份、
氧化
钛1-3份、氧化
铜0.8-1.0份、氧化锌1-3份、氧化钠5-12份、氧化
硼1-3份;氧化钾1-4 份、氧化铬1-2份、氧化铈1-2份、氟2-4份、CRT废玻璃45-50份,方解石灰3-5份,外加剂1-2 份、
碳酸钾3-7份。
[0006] 优选的,所述外加剂采用如氧化钴或氧化镍,要求氧化钴、氧化镍品位在70%以 上。
[0007] 优选的,所述煤粉灰的化学组分如下: Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27 5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % Na20 0.5%-0.7% K20 1.65%-1.69% TiQ2 0.%%-!.01 % Fe2Q3 5.06%〇. 12%0
[0008] 另外本发明还设计了一种微晶石英玻璃板制备工艺,其步骤为: (1) 各种原料按配方进行配料、称量、球磨、干燥后,将混合料置入刚玉
坩埚; (2) 用高温箱式
电阻炉加热
熔化,熔化
温度为1300-1400°C,熔制时间2-3h; (3) 熔体水淬后,球磨至74-75M1; (4) 将玻璃粉体与适量有机粘结剂混合,然后置于cp 3〇mm和4X 5 X40mm的模具中压 制成型,坯体干燥后,放入高温箱式电阻炉中烧结; (5) 最后,炉冷至室温。
[0009] 本发明的有益效果: 本发明以粉煤灰为主要原料,必须引入其它原料调整Si02、Ca0和A1203的含量,利用烧 结法制备出以硅灰石为主晶相,并含有钙长石和钙铝黄长石晶体的微晶玻璃,制备的产品 性能好,其抗弯强度、显微硬度分别达到119MPa和597MPa左右。
附图说明
[0010] 图1为本发明的7 36 °C核化的XRD图谱。 图2是经过熔融、水淬、球磨所得玻璃粉的DSC曲线。 图3是先在828 °C晶化2h,然后再在960 °C晶化2h的粉煤灰微晶玻璃的XRD图谱。
具体实施方式
[0011] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及
实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并 不用于限定本发明。
[0012] 实施例1: 一种微晶石英玻璃板配方,该配方按照重量份数由如下原料组成: 煤粉灰45份、钾长石4份、石灰石22份、萤石1份、白云石15份、石英6份、氧化钛1份、氧化 铜〇. 8份、氧化锌1份、氧化钠5份、氧化硼1份;氧化钾1份、氧化铬1份、氧化铈1份、氟2份、CRT 废玻璃45份,方解石灰3份,外加剂1份、碳酸钾3份。
[0013]所述煤粉灰的化学组分如下: Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27.5°/〇 CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % \a20 0.5%-0.7% K20 1.65%-1.69% Ti02 0.%%-l.ni% Fc203 5.0C)%-5.12%。
[0014]其制备工艺的步骤为: (1) 各种原料按配方进行配料、称量、球磨、干燥后,将混合料置入刚玉坩埚; (2) 用高温箱式电阻炉加热熔化,熔化温度为1300°C,熔制时间2-3h; (3) 恪体水淬后,球磨至74wii; (4) 将玻璃粉体与适量有机粘结剂混合,然后置于cp 3〇mm和4X5 X40mm的模具中压 制成型,坯体干燥后,放入高温箱式电阻炉中烧结; (5) 最后,炉冷至室温。
[0015] 实施例2: 一种微晶石英玻璃板配方,该配方按照重量份数由如下原料组成: 煤粉灰47份、钾长石5份、石灰石24份、萤石2份、白云石16份、石英7份、氧化钛2份、氧化 铜0.9份、氧化锌2份、氧化钠8份、氧化硼2份;氧化钾2份、氧化铬1.5份、氧化铈1.5份、氟3 份、CRT废玻璃47份,方解石灰4份,外加剂1.5份、碳酸钾5份。
[0016]所述煤粉灰的化学组分如下: Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1%-27.5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % Na20 0.5%-0.7% K20 1.65%-1.69% Ti(32 0.96%-1.01% Fe2:〇3 5.06%-5.12%。
[0017]其制备工艺的步骤为: (1) 各种原料按配方进行配料、称量、球磨、干燥后,将混合料置入刚玉坩埚; (2) 用高温箱式电阻炉加热熔化,熔化温度为1350°C,熔制时间2-3h; (3) 恪体水淬后,球磨至74.511111; (4) 将玻璃粉体与适量有机粘结剂混合,然后置于30mm和4 X 5 X 40mm的模具中压 制成型,坯体干燥后,放入高温箱式电阻炉中烧结; (5) 最后,炉冷至室温。
[0018] 实施例3 一种微晶石英玻璃板配方,该配方按照重量份数由如下原料组成: 煤粉灰50份、钾长石6份、石灰石26份、萤石3份、白云石17份、石英8份、氧化钛3份、氧化 铜1.0份、氧化锌3份、氧化钠12份、氧化硼3份;氧化钾4份、氧化铬2份、氧化铈2份、氟4份、 CRT废玻璃50份,方解石灰5份,外加剂2份、碳酸钾7份。
[0019]所述煤粉灰的化学组分如下: Si02 55.2%-56.3% A1203 26.1 %~27 5% CaO 4.1%-6.2% MgO 1.26%-1.3 5 % Na20 0.5%-0.7% K2D 1.65%-1.69% Ti02 0.%%-!.01% Fc203 5,06%-5.12%。
[0020]其制备工艺的步骤为: (1) 各种原料按配方进行配料、称量、球磨、干燥后,将混合料置入刚玉坩埚; (2) 用高温箱式电阻炉加热熔化,熔化温度为1400°C,熔制时间2-3h; (3) 恪体水淬后,球磨至75111]1; (4) 将玻璃粉体与适量有机粘结剂混合,然后置于cp 3〇mm和4 X 5 X 40mm的模具中压 制成型,坯体干燥后,放入高温箱式电阻炉中烧结; (5) 最后,炉冷至室温。
[0021] (1)样品测试与表征: 测试方法:利用STA449C型差示扫描量热一热重(DSC-TG)仪对玻璃粉体进行热分析, 从而确定核化、晶化温度。利用D/MAX-2550V型
X射线衍射仪(XRD)分析样品的物相组成;利 用CSM-950型扫描电子
显微镜(SEM)观察粉煤灰微晶玻璃的显微结构。
[0022]根据阿基米德原理,采用排水法测定微晶玻璃样品的体积
密度、显气孔率和吸水 率;利用Z030型万能实验机,采用三点弯曲法测定样品的抗弯强度;利用HX-1000TM型显微 硬度计测试显微硬度。
[0023] ⑵结果: 图2是经过熔融、水淬、球磨所得玻璃粉的DSC曲线。
[0024] 其中,736°C的微弱吸热峰对应着微晶玻璃的核化过程;出现于960°C的最大放热 峰可能是硅灰石晶化的结果。此外,在828°C和1010°C还出现两个小的放热峰,显示体系中 还有其它晶相析出。由于核化峰较小且与最大的晶化峰相距较远,因此,本文采用类似一步 法的烧结工艺,即不在核化温度保温,而是直接加热至晶化温度保温。另外,由于图2有三个 晶化放热峰,因此,选择在晶化峰较大的828°C和960°C进行晶化处理。
[0025]图3是先在828°C晶化2h,然后再在960°C晶化2h的粉煤灰微晶玻璃的XRD图谱。 [0026] 可以发现,样品的主晶相为硅灰石(CaSi03),并含有少量钙长石(CaA12Si208)和 钙铝黄长石(Ca2A12Si07)晶体。其它烧结制度所得样品的XRD图谱与此相似。显然,烧结坯 体中的玻璃相大多已转化为晶体。
[0027]结论: 以粉煤灰为主要原料,采用烧结法可以制备出以硅灰石为主晶相,并含有钙长石和钙 铝黄长石晶体的微晶玻璃。微晶玻璃的显微结构和性能随晶化温度和和晶化时间的变化而 变化。其中,先在828°C晶化2h、然后再在960°C晶化3h的样品性能最好。
[0028] 基于上述,本发明的优点在于,本发明以粉煤灰为主要原料,必须引入其它原料调 整S i 〇2、CaO和A12〇3的含量,利用烧结法制备出以娃灰石为主晶相,并含有钙长石和钙错黄 长石晶体的微晶玻璃,制备的产品性能好,其抗弯强度、显微硬度分别达到119MPa和597MPa 左右。
[0029] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。