[发明专利]一种用于单一定向诱导钙铝黄长石晶体析出的晶核剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于单一定向诱导钙铝黄长石晶体析出的晶核剂，其特征在于：所述晶核剂为偏铌(Ⅴ)酸钙晶体，化学式为CaNb₂O₆。

2.权利要求1所述的晶核剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：

按摩尔比1:1的比例将氧化钙(CaO)与五氧化二铌(Nb₂O₅)混合，将所得混合物置于球磨设备中，加入球磨助剂后进行球磨；球磨结束后，将所得浆料烘干后置于700～800℃条件下烧结4～6小时，得到纯相CaNb₂O₆晶体粉末。

3.权利要求1所述的晶核剂或权利要求2所述方法制备的晶核剂在制备钙铝黄长石微晶玻璃中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述应用是通过原位析出CaNb₂O₆的方式制备钙铝黄长石微晶玻璃，具体包括如下步骤：

(i)配料和混料：按配比称取以下各质量份原料，包括：氧化钙15～20份、三氧化二铝5～15份、二氧化硅45～55份、氧化钠与氧化钾3～7份、三氧化二硼2～4份、三氧化二镧1～3份、五氧化二铌3～5份；将各原料混合均匀，研磨，得到混合原料B；

(ii)熔融处理：将步骤(i)所得混合原料B加热进行熔融处理，再将所得熔融液浇筑到模具中，待玻璃液凝固，得到玻璃样品；

(iii)立即将步骤(ii)所得玻璃样品移至另一台已提前预热的马弗炉中加热至400～600℃退火消除残留应力，退火结束后，随炉冷却，得到基础玻璃；

(iiii)核化和晶化处理：将步骤(iii)所得基础玻璃加热至700～750℃保温核化2～4h；随后加热至800～850℃保温2～3h，再继续升温至890～950℃，保温2～4h，最后随炉冷却至室温，得到所述的钙铝黄长石微晶玻璃。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤(i)中所述氧化钠与氧化钾的质量比为3：2。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤(ii)中所述熔融的工艺为：升温至1400～1600℃保温2～5h。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤(iii)中所述退火的时间为3～5h。

8.一种以直接外添CaNb₂O₆晶核剂的方式制备钙铝黄长石微晶玻璃的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)配料和混料：按配比称取以下各质量份原料，包括：氧化钙15～20份、三氧化二铝5～10份、二氧化硅45～55份、氧化钠与氧化钾3～7份、三氧化二硼2～4份、三氧化二镧1～3份、偏铌(Ⅴ)酸钙3～5份；将除偏铌(Ⅴ)酸钙外的各原料混合均匀，研磨，得到混合原料A；

(2)熔融处理：将步骤(1)所得混合原料A加热进行熔融，然后按配比将偏铌(Ⅴ)酸钙迅速倒入熔融的玻璃液中并搅拌均匀，再将所得熔融液浇筑到模具中，待玻璃液凝固，得到玻璃样品；其中：所述偏铌(Ⅴ)酸钙为权利要求1所述的晶核剂或权利要求2所述方法制备的晶核剂；

(3)立即将步骤(2)所得玻璃样品移至另一台已提前预热的马弗炉中加热至400～600℃退火消除残留应力，退火结束后，随炉冷却，得到基础玻璃；

(4)核化和晶化处理：将步骤(3)所得基础玻璃加热至700～750℃保温核化2～4h；随后加热至800～1000℃保温晶化2～5h，再随炉冷却至室温，得到所述的钙铝黄长石微晶玻璃。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述熔融的工艺为：升温至1400～1600℃保温2～5h。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤(3)中所述退火的时间为3～5h。