[发明专利]一种高力学性能的微晶玻璃的制备方法

说明书

一种高力学性能的微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：（1）配料；（2）将经处理的原料放入高温玻璃熔炉的坩埚内，升温到1550℃～1600℃熔炼，保温1h以上，得玻璃液；（3）将所得玻璃液，倒入已预热的模具中成型，然后自然冷却，得玻璃样块；（4）将所得玻璃样块放入马弗炉中进行退火处理；（5）将经处理的玻璃样块放入马弗炉中进行热处理，获得微晶玻璃。本发明方法的有益效果为：在现有制造微晶玻璃的热处理阶段，通过制定特定的热处理工艺来制备微晶玻璃样品。获得的产品主晶相的晶粒较为细小，晶粒之间结合较为致密；对于微裂纹扩展的抵抗能力较强，抗折强度和显微硬度较大。

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃的制备方法，具体涉及一种高力学性能微晶玻璃的制备方法。

背景技术

微晶玻璃是由玻璃受控结晶制得的一种多晶材料，这类材料通常是由大比例的(典型为95 %~98 %体积)尺寸很小的晶体(通常粒径小于1微米)和少量残余玻璃相组成的无孔复合体。与传统材料相比，微晶玻璃具有优良的耐侵蚀性、耐磨性，并且不导电、不导磁、比重轻；还可通过强化处理和调整热处理工艺，提高微晶玻璃的强度和韧性，改善其性能，扩大微晶玻璃材料在工程领域中的应用。目前，这种性能十分理想的多晶材料具有优良的性能、低廉的成本，制备方法较简单，并且还可以利用其他工业废渣制备，得到了广泛的研究。

近十年来，日本、美国、德国等国外高性能微晶玻璃制品大量涌入，其拥有先进的制备技术，输出的产品档次高，占据着国内外的高端市场。我国着手研究微晶玻璃材料的起步较晚，虽然在产品数量和规模上取得了较大的发展，但是在技术水平、产品的性能与国外进口相比之下还是存在着很大的差距。想获取高性能的微晶玻璃制品制备必须加强对微晶玻璃的全面研究，包括玻璃原料配方，特别是复合晶核剂、热处理工艺优化及先进生产技术开发等。根据微晶玻璃材料的使用要求，对微晶玻璃的组成、结构及性能进行设计，优化玻璃组分、工艺参数、晶核添加剂引入以及热处理制度的设计，优化微晶玻璃的显微结构特征，改善微晶玻璃的使用性能，实现微晶玻璃组成、结构及性能的设计。但现有微晶玻璃的力学性能并不能满足使用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，提供一种高力学性能微晶玻璃的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种高力学性能微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料，按以下重量百分比取原料：

玻璃成分SiO₂为60wt%～66wt%、Al₂O₃为19wt%～24wt%，Li₂O 为1wt%～6 wt%、K₂O为0.1wt%～0.5wt%、MgO为0.1wt%～1.5 wt%、ZnO为0.5 wt%～1.5 wt%、BaO为2 wt%～4 wt%、Sb₂O₃为1.5wt%～3wt%，其中晶核剂：TiO₂为2wt%～3.5wt%、P₂O₅为0.5 wt%～1.5wt%、ZrO₂为1.5wt%～4.5wt%、CaO为1wt%～1.5wt%，各原料的重量百分比之和为100%；将称量好的原料研磨混匀，过100目筛3次以上；

（2）将经步骤（1）处理的原料放入高温玻璃熔炉的坩埚内，升温到1550℃～1600℃熔炼，保温1h以上，得玻璃液；

（3）将步骤（2）所得玻璃液，倒入已预热的模具中成型（优选预热至300℃以上），然后自然冷却，得玻璃样块；

（4）将步骤（3）所得玻璃样块放入马弗炉中进行退火处理，退火温度为560-565℃，退火时间为1-1.2h；退火结束后将样块冷却；退火温度过高或者过低不能较好的消除样品的内应力。