[发明专利]用于制造用于玻璃陶瓷产品的铝硅酸锂玻璃产品的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造适合制玻璃陶瓷产品的铝硅酸锂玻璃产品的方法。该方法包括以下步骤：a.熔化可玻璃化的原料混合物，除了不可避免的痕量外，其不含砷氧化物和锑氧化物，b.精炼该熔化材料，c.冷却所述熔化材料以形成玻璃，d.使所述玻璃成型，所述方法的特征在于，所述可玻璃化的原料混合物包含透锂长石，该透锂长石具有小于或等于200ppm的以Fe₂O₃表示的总铁质量分数。

本发明涉及一种用于制造适合制造玻璃陶瓷产品的铝硅酸锂玻璃产品的方法。所述方法允许原材料混合物的更好的可熔性和更好的精炼(affinage)。

玻璃陶瓷是包含无定形相的复合材料，在无定形相中分散有结晶相或晶体。它通常通过玻璃，即所谓的“母玻璃”的热处理获得，以在其体积中以受控方式使晶体结晶。玻璃部分结晶的这种处理被称为“陶瓷化处理”或简称为“陶瓷化”。玻璃陶瓷的最终物理化学性质取决于母玻璃的组成和陶瓷化处理。

基于Al₂O₃-SiO₂-Li₂O体系的玻璃陶瓷含有β-石英和/或β-锂辉石的固溶体作为主要结晶相。这些玻璃陶瓷因其物理化学性质而在许多领域中受到重视，特别是它们的热膨胀系数和它们的美学质量。它们特别用于烹饪设备中，如烹饪板，烤箱门玻璃或壁炉嵌入物。

基于Al₂O₃-SiO₂-Li₂O体系的玻璃陶瓷产品的制造通常包括四个连续步骤：

a. 熔化可玻璃化原材料混合物，

b. 精炼该熔化材料，

c. 冷却该熔化材料并使形成的母玻璃成型，和

d. 通过适当的热处理使母玻璃陶瓷化。

玻璃陶瓷产品的质量取决于在熔化和精炼步骤后获得的母玻璃的质量。该母玻璃特别地必须没有任何可能降低在陶瓷化步骤后的玻璃陶瓷产品的物理化学性质和美学性质的缺陷。因此，必须仔细进行这两个熔化和精炼步骤。还必须配制原材料混合物，并且必须选择精炼剂以使产生的缺陷数量最小化。此外，它们必须允许符合由欧洲指令所规定的标准，该指令旨在减少与生产该制成品的方法有关的温室气体排放和能源消耗(欧洲议会和委员会第406/2009/CE号决定)以及减少其成分的毒性(欧洲议会和委员会第1272/2008/CE号条例)。

熔化步骤是将原材料混合物加热至高温的步骤。该混合物包含多种以确定的比例组合的化合物，使得以氧化物质量分数表示的组成对应于待生产的玻璃的组成。这些化合物最通常是氧化物，碳酸盐，硫酸盐和硝酸盐。当它被加热到可达到1700℃的温度时，这种混合物是一定数量反应的位置，该反应的最终产物是具有玻璃组成的液体：原料脱水，通过固-固反应形成硅酸盐，碳酸盐的液化，其然后与所述硅酸盐反应，化合物分解，释放出气泡形式的气体(CO₂，NO_x，O₂，SO₃)，形成液体并溶解仍然存在于所述液体中的化合物。

铝硅酸锂母玻璃，其可含有55-75重量％的SiO₂、12-25重量％的Al₂O₃和2-5重量％的Li₂O。通常供应这三种氧化物的天然原料分别是石英(砂)，氧化铝和碳酸锂(Li₂CO₃)。氧化铝和石英，由于它们的高熔点(石英为1670℃(β-鳞石英)或1713℃(β-方石英)，氧化铝为2054℃)，需要相对较高的温度来加热原材料混合物，因此需要大量的燃料。此外，它们的耐火性质使它们成为在最终玻璃中常见的缺陷来源，通常呈未溶解的颗粒形式。碳酸锂，其除了由于天然矿层的稀缺而导致的高成本之外，还是二氧化碳的重要来源。