專利名稱：一種以煤矸石為主料的微晶玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種微晶玻璃及其制備方法，尤其涉及一種以煤矸石為主料的微晶玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)：
微晶玻璃，又稱玻璃陶瓷，是綜合玻璃和陶瓷技術(shù)發(fā)展起來的一種新型材料，是微晶體和玻璃相均勻分布的材料，其理化性能集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優(yōu)點，如機械強度高、耐腐蝕、耐熱、耐磨、抗氧化性能好、電性能優(yōu)良、膨脹系數(shù)可調(diào)、熱穩(wěn)定性好等，且優(yōu)于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墻及室內(nèi)高檔裝飾，還可做機械上的結(jié)構(gòu)材料，電子、電工上的絕緣材料，大規(guī)模集成電路的底板材料，微波爐耐熱系列器皿，化工與防腐材料和礦山耐磨材料等等，是具有發(fā)展前途的21世紀的新型材料。因而廣泛用于電子、化工、軍事、航天、核工業(yè)和建筑等領(lǐng)域。因微晶玻璃可用礦石、工業(yè)尾礦、冶金礦渣、粉煤灰、煤矸石等作為主要生產(chǎn)原料，且生產(chǎn)過過程中無污染，產(chǎn)品本身無放射性污染，故又被稱為環(huán)保產(chǎn)品或綠色材料，傳統(tǒng)生產(chǎn)的微晶玻璃的表層及其內(nèi)層經(jīng)常存在大量工藝性氣孔，而且抗折強度和耐水性等性能不強，限制了微晶玻璃的應用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種表面光潔致密無氣孔。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種以煤矸石為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成
煤矸石58-65、二氧化硅19-25、方解石16-21、氧化鈣8-10、食鹽7-10、氧化鉀7-9、氧化鋁4. 5-6、碳酸鋇2. 5-4、氧化鎂3-5、氧化鋅3_4、木炭2. 8_4、石膏3_4、滑石粉2_3、氧化砸2. 2_3、碳酸納2. 5_3、砸砂2_4、氧化裡2_4、氣化|丐2_3、改性草木灰2. 3_3、氧化鎮(zhèn)
O.1-0. 2、五氧化二釩 O. 3-0. 5、二氧化鈦 O. 6-0. 8、三氧化二銻 O. 8-1. 3 ；
所述的改性草木灰的制備方法為將草木灰用12-15%鹽酸浸泡3-4小時，去離子水洗漆，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎成超細粉末。一種以煤矸石為主料的微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟
(1)將除了改性草木灰以外的原料組分混合加入到玻璃熔爐內(nèi)，在1540-1600°c的高溫下熔煉2-3小時，再降至1410-1450°C下澄清1. 7-2小時，制得玻璃液；
(2)將上述表面澄清的玻璃液直接投入水中，冷淬成碎玻璃體，加入球磨機中，球磨成細度為O. 05-0. 07mm的玻璃粉末，烘干；
(3)將得到的玻璃粉末與上述重量份的改性草木灰混合，加入混合料重量20-25%的改性玻璃體粉末，混合均勻，在60-65MPa壓力下成型，得到生坯；
所述的改性玻璃體粉末的制備方法為將重量份為15-20的草木灰、重量份為50-58的石英砂、重量份為8-11的凹凸棒土、重量份為20-25的方解石，混合加入玻璃熔爐中，加熱到1500-1600°C的高溫下，熔煉2-3小時，再降至1400_1450°C下澄清1. 5_2小時，制得玻璃液，然后淬入冷水中得到碎璃體，再研磨成3-5 μ m改性玻璃體粉末；
(4)將生坯放入高溫箱式電阻爐中，溫度制度在室溫下以7-8°C/min速率升溫到300-3200C ;再以 3-50C /min 速率升溫到 780_820°C，保溫 1-1. 5h ;然后再以 6-8°C /min速率加熱到1220-1260。。，保溫3-3. 5h ；
(5)退火將上述晶化后的玻璃以3-5°C/min的退火降溫速度進行退火處理，當溫度降至于580-600°C時，保持恒溫35-40分鐘，然后再6_8°C /min速率升溫到820_850°C，然后再以5-7°C /min速率繼續(xù)降溫，當溫度降至于270_300°C時，再自然冷卻到室溫；
(6)出料，按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊即可。本發(fā)明的優(yōu)點是
本發(fā)明生產(chǎn)的微晶玻璃平面度好、機械強度高、硬度大、具有良好的抗熱性、抗彎曲強度、耐腐蝕性和耐磨性，產(chǎn)品可制成各類管材、板材，可廣泛應用于建筑上的耐磨耐腐蝕材料、建筑裝飾材料、實驗室用加熱器具、高溫熱交換器、代石英玻璃、高溫窗、雷達天線罩等。
具體實施例方式實施例1
一種以煤矸石為主料的微晶玻璃，它 是由下述重量份(公斤)的原料組成
煤矸石65、二氧化硅25、方解石21、氧化鈣10、食鹽10、氧化鉀9、氧化鋁4. 5、碳酸鋇
2.5、氧化鎂5、氧化鋅4、木炭2. 8、石膏4、滑石粉3、氧化硼2. 2_3、碳酸鈉2. 5、硼砂4、氧化鋰4、氟化鈣3、改性草木灰2. 3、氧化鎳O. 2、五氧化二釩O. 5、二氧化鈦O. 8、三氧化二銻1.3 ；
所述的改性草木灰的制備方法為將草木灰用15%鹽酸浸泡4小時，去離子水洗滌，再用12%氫氧化鈉溶液浸泡4小時，再用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎成超細粉末。一種以煤矸石為主料的微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟
(1)將除了改性草木灰以外的原料組分混合加入到玻璃熔爐內(nèi)，在1540°c的高溫下熔煉3小時，再降至1450°C下澄清1. 7小時，制得玻璃液；
(2)將上述表面澄清的玻璃液直接投入水中，冷淬成碎玻璃體，加入球磨機中，球磨成細度為O. 07mm的玻璃粉末，烘干；
(3)將得到的玻璃粉末與上述重量份的改性草木灰混合，加入混合料重量25%的改性玻璃體粉末，混合均勻，在65MPa壓力下成型，得到生坯；
所述的改性玻璃體粉末的制備方法為將重量份為20的草木灰、重量份為58的石英砂、重量份為11的凹凸棒土、重量份為25的方解石，混合加入玻璃熔爐中，加熱到1600°C的高溫下，熔煉3小時，再降至1450°C下澄清1. 5小時，制得玻璃液，然后淬入冷水中得到碎璃體，再研磨成5 μ m改性玻璃體粉末；
(4)將生坯放入高溫箱式電阻爐中，溫度制度在室溫下以8°C/min速率升溫到320°C;再以5°C /min速率升溫到820°C，保溫1.5h ;然后再以6_8°C /min速率加熱到1260°C，保溫 3. 5h ；
(5)退火將上述晶化后的玻璃以5°C/min的退火降溫速度進行退火處理，當溫度降至于600°C時，保持恒溫40分鐘，然后再8°C /min速率升溫到850°C，然后再以7°C /min速率繼續(xù)降溫，當溫度降至于300°C時，再自然冷卻到室溫；
(6)出料，按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊即可。性能測試
抗折強度測試采用MC009-wdsl0M型電子萬能材料性能試驗機利用三點彎曲法測定樣品的抗折強度，取6個條狀樣品(9mmX7mmX85mm)進行測試，計算抗折強度，最后求平均值。顯微硬度測定用HXD-1000數(shù)字顯微硬度測試儀測定樣品的硬度，每個樣品測三個點，用平均值表示其顯微硬度，共測三個樣品，最后計算三個樣品的顯微硬度的平均值。耐水性能測試采用粉末浸泡失重法進行測定(DTN12116)，將樣品粉碎，取40目下、60目上微晶玻璃粉2克，于50ml容量瓶中，加水至刻度，在98 ± O. 5 °C溫度下保溫60分鐘，測定其IOOcm2的失重率(mg/100cm2)。測試結(jié)果1、樣品外觀質(zhì)量表面致密，無氣孔等缺陷，拋光后表面光亮。2、機械性能平均抗折強度89. 8MPa,平均顯微硬度893. 8kgf/mm2。3、耐水解等 級1級，失重率為0. 281mg/100cm2。
權(quán)利要求
1.一種以煤矸石為主料的微晶玻璃，其特征在于它是由下述重量份的原料組成 煤矸石58-65、二氧化硅19-25、方解石16-21、氧化鈣8-10、食鹽7-10、氧化鉀7-9、氧化鋁4. 5-6、碳酸鋇2. 5-4、氧化鎂3-5、氧化鋅3_4、木炭2. 8_4、石膏3_4、滑石粉2_3、氧化砸2. 2_3、碳酸納2. 5_3、砸砂2_4、氧化裡2_4、氣化|丐2_3、改性草木灰2. 3_3、氧化鎮(zhèn)0. 1-0. 2、五氧化二釩 0. 3-0. 5、二氧化鈦 0. 6-0. 8、三氧化二銻 0. 8-1. 3 ； 所述的改性草木灰的制備方法為將草木灰用12-15%鹽酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎成超細粉末。
2.一種如權(quán)利要求1所述的以煤矸石為主料的微晶玻璃的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)將除了改性草木灰以外的原料組分混合加入到玻璃熔爐內(nèi)，在1540-1600°C的高溫下熔煉2-3小時，再降至1410-1450°C下澄清1. 7-2小時，制得玻璃液； (2)將上述表面澄清的玻璃液直接投入水中，冷淬成碎玻璃體，加入球磨機中，球磨成細度為0. 05-0. 07mm的玻璃粉末，烘干； (3)將得到的玻璃粉末與上述重量份的改性草木灰混合，加入混合料重量20-25%的改性玻璃體粉末，混合均勻，在60-65MPa壓力下成型，得到生坯； 所述的改性玻璃體粉末的制備方法為將重量份為15-20的草木灰、重量份為50-58的石英砂、重量份為8-11的凹凸棒土、重量份為20-25的方解石，混合加入玻璃熔爐中，加熱到1500-1600°C的高溫下，熔煉2-3小時，再降至1400-1450°C下澄清1. 5-2小時，制得玻璃液，然后淬入冷水中得到碎璃體，再研磨成3-5 u m改性玻璃體粉末； (4)將生坯放入高溫箱式電阻爐中，溫度制度在室溫下以7-8VMn速率升溫到300-320°C ;再以 3-5°C /min 速率升溫到 780_820°C，保溫 1_1. 5h ;然后再以 6_8°C /min速率加熱到1220-1260。。，保溫3-3. 5h ； (5)退火將上述晶化后的玻璃以3-5°C/min的退火降溫速度進行退火處理，當溫度降至于580-600°C時，保持恒溫35-40分鐘，然后再6_8°C /min速率升溫到820_850°C，然后再以5-7°C /min速率繼續(xù)降溫，當溫度降至于270_300°C時，再自然冷卻到室溫； (6)出料，按照要求的尺寸切割成板塊，研磨拋光、修邊即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以煤矸石為主料的微晶玻璃，它是由下述重量份的原料組成煤矸石58-65、二氧化硅19-25、方解石16-21、氧化鈣8-10、食鹽7-10、氧化鉀7-9、氧化鋁4.5-6、碳酸鋇2.5-4、氧化鎂3-5、氧化鋅3-4、木炭2.8-4、石膏3-4、滑石粉2-3、氧化硼2.2-3、碳酸鈉2.5-3、硼砂2-4、氧化鋰2-4、氟化鈣2-3、改性草木灰2.3-3、氧化鎳0.1-0.2、五氧化二釩0.3-0.5、二氧化鈦0.6-0.8、三氧化二銻0.8-1.3；本發(fā)明生產(chǎn)的微晶玻璃平面度好、機械強度高、硬度大、具有良好的抗熱性、抗彎曲強度、耐腐蝕性和耐磨性，產(chǎn)品可制成各類管材、板材，可廣泛應用于建筑上的耐磨耐腐蝕材料、建筑裝飾材料。
文檔編號C03C10/00GK103030288SQ20121051537
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者毛慶云 申請人:毛慶云