一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝的制作方法
【專利摘要】一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，屬于微晶玻璃生產技術領域，在仿瑪瑙微晶玻璃體系中，加入3～10％氧化鋁恰好利用這一特點促使瑪瑙條紋的生成，加入6～12％的二氧化鈦，通過一定的熱處理工藝可以得到所需的晶相及顏色，采用TiO2作為晶核劑可以極大促進微晶玻璃的成核及晶化，通過一定的熱處理工藝可以得到仿瑪瑙微晶玻璃所需的晶相。利用本工藝制得的仿瑪瑙微晶玻璃具有色彩艷麗、紋理清晰、結構致密等優點，觀感呈半透明瑪瑙狀，具有天然瑪瑙所特有的帶狀條紋、蠟質光澤等特點，保留了微晶玻璃原有的高強度、高韌性等特點，而且容易進一步加工成型，可替代高檔石材進入高端裝飾領域，作為一種新型高端裝飾材料，其市場需求潛力巨大。
【專利說明】
一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝
技術領域
[0001]本發明屬于微晶玻璃制造技術領域，涉及到一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的高速發展、人民生活水平的不斷提高，對高端裝飾材料的需求與日倶增，特別是對無輻射、無污染的綠色環保建材的需求更加迫切，但國內石材替代品的脆性大，可加工性能差，導致大部分高檔裝飾材料需要從國外進口。
[0003]瑪瑙作為一種收藏品深受人們的喜愛，但天然瑪瑙數量有限，市場價格極其高昂，目前高端裝飾材料市場中缺少仿瑪瑙類的材料。微晶玻璃具有硬度大、結構致密、抗風化、耐腐蝕、抗凍等多種優點，在多個領域被廣泛的應用，如果可以制作出仿瑪瑙微晶玻璃，則可以作為一種新型高檔裝飾材料來彌補市場空白，實現更好的社會效益與經濟效益。
【發明內容】
[0004]本發明為了克服現有技術的缺陷，設計了一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，制得的仿瑪瑙微晶玻璃可以作為一種新型高檔裝飾材料來彌補市場空白，實現更好的社會效益與經濟效益。
[0005]本發明所采取的具體技術方案是:一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，關鍵是:包括以下操作步驟:
[0006]a、備料:將所需的各種原料按比例稱量好備用，原料按重量百分比計，包括:二氧化娃58?67%，氧化招3?10%，氧化鈉5?11%，氧化|丐3?15%，氧化鎂5?10%，二氧化鈦6?12% ；
[0007]b、混料:將步驟a中備好的各種原料粉碎成粒徑為10?20目的顆粒，然后用立式混料機攪拌10?35min混合均勾，得配合料；
[0008]c、熔化:將步驟b得到的配合料置于玻璃熔窯中經過1500?1580 V高溫熔化，得到玻璃液；
[0009]d、制粒:將步驟c得到的玻璃液制成粒徑為2?50目的微粉，再將微粉制成粒徑為2?5目的顆粒放入模具；
[0010]e、成品:將步驟d中裝有顆粒的模具放入熱處理窯中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通過離心風機吹入冷卻空氣，經過30?60min冷卻至室溫，得到仿瑪瑙微晶玻璃。
[0011]步驟a中二氧化硅與氧化鋁共同占有的重量百分比為65?75%。
[0012]步驟a中氧化I丐與氧化鎂共同占有的重量百分比為12?20%。
[0013]步驟a中二氧化鈦占有的重量百分比為6?10%。
[0014]優選地，所述的氧化鋁的重量百分比為4?9%。
[0015]優選地，所述的步驟a中原料按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅65%，氧化fp8%，氧化鈉7%，氧化媽8%，氧化鎂5%，二氧化鈦7%。
[0016]優選地，所述的步驟a中原料按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅64%，氧化招7 %，氧化鈉6 %，氧化媽9 %，氧化鎂6 %，二氧化鈦8 %。
[0017]優選地，所述的步驟a中原料按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅62%，氧化招6 %，氧化鈉8 %，氧化媽9 %，氧化鎂6 %，二氧化鈦9 %。
[0018]步驟e所得微晶玻璃的莫氏硬度為6?7。
[0019]步驟e所得微晶玻璃的沖擊韌性為2.5?3.0kjVcm20
[0020]本發明的有益效果是:利用本工藝制得的仿瑪瑙微晶玻璃具有色彩艷麗、紋理清晰、結構致密等優點，觀感呈半透明瑪瑙狀，具有天然瑪瑙所特有的帶狀條紋、蠟質光澤等特點，保留了微晶玻璃原有的高強度、高韌性等特點，而且容易進一步加工成型，可替代高檔石材進入高端裝飾領域，作為一種新型高端裝飾材料，其市場需求潛力巨大，產品價格較低，工業應用前景廣闊。
[0021]—般情況下在玻璃中加入I?2%氧化鋁，能夠降低玻璃的析晶傾向，提高化學穩定性和機械強度，改善熱穩定性，而加入量過多時，會增加析晶傾向，并且容易使玻璃板面出現波筋、條紋等缺陷。在仿瑪瑙微晶玻璃體系中，加入3?10%氧化鋁恰好利用這一特點促使瑪瑙條紋的生成。這樣，打破了傳統觀念，勇于克服技術偏見，反其道而行之，并經過長期的無數次的實驗，最終將氧化鋁的含量確定于3?10%，通過大量的實驗數據從中獲得，氧化鋁的重量百分比為4?9%時，瑪瑙條紋最佳。
[0022]在仿瑪瑙微晶玻璃體系中，加入6?12%的二氧化鈦，通過一定的熱處理工藝可以得到所需的晶相及顏色。通過嚴格控制二氧化鈦與氧化鋁的用量、及與其他組分的配合用量而制得的仿瑪瑙微晶玻璃具有色彩艷麗、紋理清晰、結構致密等優點。
[0023]還有，傳統的微晶玻璃大多采用Ti02、P205、Zr02以及氟化物等作為晶核劑，其中氟化物作為一種晶核劑在生產過程中會產生大量含氟揮發性氣體，造成原料大量浪費，使生產成本增加，同時會帶來嚴重的環境污染。而如何從Ti02、P205、Zr02中選擇一種適合生產我們所需要的仿瑪瑙微晶玻璃，這期間不得不考慮與其他組分的配合及其相互影響、相互反應的種種預料不到的技術問題并非易事!而我們通過大量的實驗與探索，最終確定采用Ti02作為晶核劑，并將其重量百分比含量控制在6?12%，最好為6?10%。這樣，既可以極大促進微晶玻璃的成核及晶化，通過一定的熱處理工藝可以得到仿瑪瑙微晶玻璃所需的晶相，并且符合目前所倡導的“綠色生產，低碳經濟”理念。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例對本發明作詳細說明:
[0025]實施例1、一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，包括以下操作步驟:
[0026]a、備料:將所需的各種原料按比例稱量好備用，原料按重量百分比計，包括:二氧化硅66%，氧化鋁7%，氧化鈉8%，氧化鈣8%，氧化鎂5%，二氧化鈦6% ;
[0027]b、混料:將步驟a中備好的各種原料粉碎成粒徑為10?20目的顆粒，然后用立式混料機攪拌15min混合均勾，得配合料；
[0028]c、熔化:將步驟b得到的配合料置于玻璃熔窯中經過1500?1580°C高溫熔化，得到玻璃液；
[0029]d、制粒:將步驟c得到的玻璃液制成粒徑為2?50目的微粉，再將微粉制成粒徑為2?5目的顆粒放入模具；
[0030]e、成品:將步驟d中裝有顆粒的模具放入熱處理窯中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后，然后通過離心風機吹入冷卻空氣，經過35min冷卻至室溫，得到莫氏硬度為6.5、體積密度為2.638/(^3、抗折強度為951^&、沖擊韌性為2.7kj/cm2的仿瑪瑙微晶玻璃。
[0031]實施例2、一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，包括以下操作步驟:
[0032]a、備料:將所需的各種原料按比例稱量好備用，原料按重量百分比計，包括:二氧化硅65%，氧化鋁8%，氧化鈉7%，氧化鈣7%，氧化鎂5%，二氧化鈦8% ;
[0033]b、混料:將步驟a中備好的各種原料粉碎成粒徑為10?20目的顆粒，然后用立式混料機攪拌18min混合均勾，得配合料；
[0034]c、熔化:將步驟b得到的配合料置于玻璃熔窯中經過1500?1580°C高溫熔化，得到玻璃液；
[0035]d、制粒:將步驟c得到的玻璃液制成粒徑為2?50目的微粉，再將微粉制成粒徑為2?5目的顆粒放入模具；
[0036]e、成品:將步驟d中裝有顆粒的模具放入熱處理窯中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通過離心風機吹入冷卻空氣，經過40min冷卻至室溫，得到莫氏硬度為6.2、體積密度為2.61g/cm3、抗折強度為90Mpa、沖擊韌性為2.5kj/cm2的仿瑪瑙微晶玻璃。
[0037]實施例3、一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，包括以下操作步驟:
[0038]a、備料:將所需的各種原料按比例稱量好備用，原料按重量百分比計，包括:二氧化硅63%，氧化鋁7%，氧化鈉8%，氧化鈣6%，氧化鎂8%，二氧化鈦8% ;
[0039]b、混料:將步驟a中備好的各種原料粉碎成粒徑為10?20目的顆粒，然后用立式混料機攪拌22min混合均勾，得配合料；
[0040]C、熔化:將步驟b得到的配合料置于玻璃熔窯中經過1500?1580°C高溫熔化，得到玻璃液；
[0041]d、制粒:將步驟c得到的玻璃液制成粒徑為2?50目的微粉，再將微粉制成粒徑為2?5目的顆粒放入模具；
[0042]e、成品:將步驟d中裝有顆粒的模具放入熱處理窯中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通過離心風機吹入冷卻空氣，經過46min冷卻至室溫，得到莫氏硬度為6.6、體積密度為2.65g/cm3、抗折強度為85Mpa、沖擊韌性為2.8kj/cm2的仿瑪瑙微晶玻璃。
[0043]實施例4、一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，包括以下操作步驟:
[0044]a、備料:將所需的各種原料按比例稱量好備用，原料按重量百分比計，包括:二氧化硅62%，氧化鋁9%，氧化鈉11%，氧化鈣5%，氧化鎂7%，二氧化鈦6% ;
[0045]b、混料:將步驟a中備好的各種原料粉碎成粒徑為10?20目的顆粒，然后用立式混料機攪拌25min混合均勾，得配合料；
[0046]C、熔化:將步驟b得到的配合料置于玻璃熔窯中經過1500?1580°C高溫熔化，得到玻璃液；
[0047]d、制粒:將步驟c得到的玻璃液制成粒徑為2?50目的微粉，再將微粉制成粒徑為2?5目的顆粒放入模具；
[0048]e、成品:將步驟d中裝有顆粒的模具放入熱處理窯中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通過離心風機吹入冷卻空氣，經過52min冷卻至室溫，得到莫氏硬度為6.3、體積密度為2.61g/cm3、抗折強度為80Mpa、沖擊韌性為2.6kj/cm2的仿瑪瑙微晶玻璃。
[0049]實施例5、一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，包括以下操作步驟:
[0050]a、備料:將所需的各種原料按比例稱量好備用，原料按重量百分比計，包括:二氧化硅61%，氧化鋁8%，氧化鈉10%，氧化鈣9%，氧化鎂5%，二氧化鈦7% ;
[0051]b、混料:將步驟a中備好的各種原料粉碎成粒徑為10?20目的顆粒，然后用立式混料機攪拌25min混合均勾，得配合料；
[0052]C、熔化:將步驟b得到的配合料置于玻璃熔窯中經過1500?1580°C高溫熔化，得到玻璃液；
[0053]d、制粒:將步驟c得到的玻璃液制成粒徑為2?50目的微粉，再將微粉制成粒徑為2?5目的顆粒放入模具；
[0054]e、成品:將步驟d中裝有顆粒的模具放入熱處理窯中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通過離心風機吹入冷卻空氣，經過58min冷卻至室溫，得到莫氏硬度為6.8、體積密度為2.68g/cm3、抗折強度為75Mpa、沖擊韌性為2.9kj/cm2的仿瑪瑙微晶玻璃。
[0055]實施例6?8同實施例5，只是在步驟a中備料采用如下配比:
[0056]實施例6:步驟a中原料按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅65%，氧化鋁8%，氧化鈉7 %，氧化媽8 %，氧化鎂5 %，二氧化鈦7 %。
[0057]實施例7:所述的步驟a中原料按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅64%，氧化招7 %，氧化鈉6 %，氧化媽9 %，氧化鎂6 %，二氧化鈦8 %。
[0058]實施例8:所述的步驟a中原料按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅62%，氧化招6 %，氧化鈉8 %，氧化媽9 %，氧化鎂6 %，二氧化鈦9 %。
[0059]由以上實施例1?8可知，本發明生產工藝制備的仿瑪瑙微晶玻璃具有較好的抗沖擊性能及高硬度。成品的仿瑪瑙微晶玻璃觀感呈半透明瑪瑙狀，具有天然瑪瑙所特有的帶狀條紋、蠟質光澤等特點，可根據需求制備成各種不同形狀、尺寸的型材進行加工。
【主權項】
1.一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:包括以下操作步驟: a、備料:將所需的各種原料按比例稱量好備用，原料按重量百分比計，包括:二氧化硅58?67%，氧化招3?10%，氧化鈉5?11 %，氧化媽3?15%，氧化鎂5?10%，二氧化鈦6?12% ； b、混料:將步驟a中備好的各種原料粉碎成粒徑為10?20目的顆粒，然后用立式混料機攪拌10?35min混合均勾，得配合料； c、熔化:將步驟b得到的配合料置于玻璃熔窯中經過1500?1580°C高溫熔化，得到玻璃液； d、制粒:將步驟c得到的玻璃液制成粒徑為2?50目的微粉，再將微粉制成粒徑為2?5目的顆粒放入模具； e、成品:將步驟d中裝有顆粒的模具放入熱處理窯中，在710?740°C核化8?18min，在840?860 °C晶化10?20min，然后通過離心風機吹入冷卻空氣，經過30?60min冷卻至室溫，得到仿瑪瑙微晶玻璃。2.根據權利要求1所述的一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:步驟a中二氧化娃與氧化招共同占有的重量百分比為65?75%。3.根據權利要求1所述的一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:步驟a中氧化鈣與氧化鎂共同占有的重量百分比為12?20%。4.根據權利要求1所述的一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:步驟a中二氧化鈦占有的重量百分比為6?10%。5.根據權利要求1所述的一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:所述的氧化鋁的重量百分比為4?9%。6.根據權利要求1所述的一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:所述的步驟a中原料按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅65%，氧化鋁8%，氧化鈉7%，氧化鈣8%，氧化鎂5 %，二氧化鈦7 %。7.根據權利要求1所述的一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:所述的步驟a中原料按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅64%，氧化鋁7%，氧化鈉6%，氧化鈣9%，氧化鎂6 %，二氧化鈦8 %。8.根據權利要求1所述的一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:所述的步驟a中原料按重量百分比計包括如下成分:二氧化硅62%，氧化鋁6%，氧化鈉8%，氧化鈣9%，氧化鎂6 %，二氧化鈦9 %。9.根據權利要求1所述的一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:步驟e所得微晶玻璃的莫氏硬度為6?7。10.根據權利要求1所述的一種仿瑪瑙微晶玻璃生產工藝，其特征在于:步驟e所得微晶玻璃的沖擊韌性為2.5?3.0kj/cm2 ο
【文檔編號】C03B32/02GK106082673SQ201610453487
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】鄭偉宏, 程金樹, 李雄偉, 樓賢春, 淮旭光
【申請人】河北省沙河玻璃技術研究院, 武漢理工大學