本發(fā)明屬于微晶玻璃術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種原位生成晶須的微晶玻璃及其制備方法。

背景技術(shù)：

微晶玻璃由于膨脹系數(shù)可調(diào)、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好、使用溫度高且堅(jiān)硬耐磨，作為一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料被廣泛地應(yīng)用在航天、機(jī)械、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域。晶須增韌微晶玻璃可顯著改善微晶玻璃脆性，進(jìn)一步提高微晶玻璃力學(xué)性能，拓寬微晶玻璃的使用范圍。目前使用的摻雜晶須制備晶須增韌的微晶玻璃的方法，存在制備過程工藝復(fù)雜，晶須在微晶玻璃中分散不均，晶須與基體結(jié)合不牢固等問題，因此有必要獲得原位生成晶須增韌微晶玻璃的制備方法以及開發(fā)合適的微晶玻璃的配方。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種原位生成晶須的微晶玻璃，通過原位生成晶須增韌微晶玻璃，提高微晶玻璃強(qiáng)度同時(shí)規(guī)避外加晶須增韌微晶玻璃時(shí)產(chǎn)生的晶須分散不均，晶須與基體結(jié)合不牢固，工藝復(fù)雜等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種原位生成晶須的微晶玻璃，其特征在于：微晶玻璃生料化學(xué)組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：玻璃原料：60~90，形核劑：1~10，金屬粉：5~20。

進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述一種原位生成晶須的微晶玻璃，其特征在于：玻璃原料的化學(xué)組成的質(zhì)量份數(shù)為：SiO₂：30~60，Al₂O₃：20~50，B₂O₃：1~10，K₂O：1~10 Na₂O：1~10。

進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述一種原位生成晶須的微晶玻璃，其特征在于：形核劑為MnO₂、ZrO₂和TiO₂中的一種。

進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述一種原位生成晶須的微晶玻璃，其特征在于：金屬粉為鋁粉或銅粉。

所述一種制備原位生成微晶玻璃的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1：按照玻璃料的配比稱取玻璃料原料，并混合均勻，高溫1200℃~1500℃燒制120~240分鐘，然后進(jìn)行水淬得到微晶玻璃前驅(qū)體；

步驟2：將步驟1中水淬得到的微晶玻璃前驅(qū)體與形核劑、金屬粉用球磨機(jī)混合均勻，得到微晶玻璃生料；

步驟3：將步驟2中得到的微晶玻璃生料裝入模具中干壓制備微晶玻璃生料坯體；

步驟4：將步驟3所得到的微晶玻璃生料坯體放入650℃~850℃的馬弗爐中，熱處理1~2h后隨爐冷卻，即在得到原位生成晶須的微晶玻璃。

進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述一種制備原位生成晶須的微晶玻璃的制備方法，其特征在于：步驟1、步驟2中所用述的玻璃原料、形核劑的質(zhì)量純度均不小于99.9%。

進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述一種制備原位生成晶須的微晶玻璃的制備方法，其特征在于：步驟2中所述的球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為300~450轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為4h。

進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述一種制備原位生成晶須的微晶玻璃的制備方法，其特征在于：步驟3中干壓成型壓力為30~45Mpa，時(shí)間10min。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的結(jié)果表明，利用本發(fā)明制備的原位生成的晶須的微晶玻璃，由于晶須在玻璃基體中原位生成，制備工藝簡(jiǎn)單，玻璃基體中晶須分散均勻，晶須與玻璃基體結(jié)合良好，提高了微晶玻璃的力學(xué)性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備的原位生成晶須的微晶玻璃的斷裂面中晶須的掃描電子顯微鏡照片。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1玻璃原料的制作

提供玻璃原料的主要化學(xué)組成的物質(zhì)分別為二氧化硅、三氧化二鋁、硼酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉。通過計(jì)算轉(zhuǎn)化后各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：二氧化硅：37.30，三氧化二鋁：32.15，硼酸：13.48，氫氧化鉀：10.03，氫氧化鈉：7.04。按上述比例稱取各物質(zhì)的量。

制作過程：將上述原料混合均勻，在1500℃的環(huán)境下燒熔，并進(jìn)行水淬得到微晶玻璃前驅(qū)體。

實(shí)施例2微晶玻璃生料的制作

按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)：微晶玻璃前驅(qū)體：80，二氧化錳：8，鋁粉：12稱取相應(yīng)物質(zhì)，放入球磨機(jī)中球磨四小時(shí)得到微晶玻璃生料。

實(shí)施例3微晶玻璃生料坯體的制作

將實(shí)施例1中制備的微晶玻璃生料裝入模具中，35Mpa壓力下保持10min，干壓成型后脫模，獲得微晶玻璃生料坯體。

實(shí)施例4原位生成晶須的微晶玻璃的制作

將實(shí)施例3中微晶玻璃生料坯體在60~100℃環(huán)境中干燥60~120min，然后在650℃~850℃的環(huán)境中熱處理1~2h后隨爐冷卻，即在得到原位生成晶須的微晶玻璃。