一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺的制作方法
【专利摘要】一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，属于微晶玻璃生产技术领域，在仿玛瑙微晶玻璃体系中，加入3～10％氧化铝恰好利用这一特点促使玛瑙条纹的生成，加入6～12％的二氧化钛，通过一定的热处理工艺可以得到所需的晶相及颜色，采用TiO2作为晶核剂可以极大促进微晶玻璃的成核及晶化，通过一定的热处理工艺可以得到仿玛瑙微晶玻璃所需的晶相。利用本工艺制得的仿玛瑙微晶玻璃具有色彩艳丽、纹理清晰、结构致密等优点，观感呈半透明玛瑙状，具有天然玛瑙所特有的带状条纹、蜡质光泽等特点，保留了微晶玻璃原有的高强度、高韧性等特点，而且容易进一步加工成型，可替代高档石材进入高端装饰领域，作为一种新型高端装饰材料，其市场需求潜力巨大。
【专利说明】
一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺
技术领域
[0001]本发明属于微晶玻璃制造技术领域，涉及到一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的高速发展、人民生活水平的不断提高，对高端装饰材料的需求与日倶增，特别是对无辐射、无污染的绿色环保建材的需求更加迫切，但国内石材替代品的脆性大，可加工性能差，导致大部分高档装饰材料需要从国外进口。
[0003]玛瑙作为一种收藏品深受人们的喜爱，但天然玛瑙数量有限，市场价格极其高昂，目前高端装饰材料市场中缺少仿玛瑙类的材料。微晶玻璃具有硬度大、结构致密、抗风化、耐腐蚀、抗冻等多种优点，在多个领域被广泛的应用，如果可以制作出仿玛瑙微晶玻璃，则可以作为一种新型高档装饰材料来弥补市场空白，实现更好的社会效益与经济效益。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服现有技术的缺陷，设计了一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，制得的仿玛瑙微晶玻璃可以作为一种新型高档装饰材料来弥补市场空白，实现更好的社会效益与经济效益。
[0005]本发明所采取的具体技术方案是:一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，关键是:包括以下操作步骤:
[0006]a、备料:将所需的各种原料按比例称量好备用，原料按重量百分比计，包括:二氧化娃58?67%，氧化招3?10%，氧化钠5?11%，氧化|丐3?15%，氧化镁5?10%，二氧化钛6?12% ；
[0007]b、混料:将步骤a中备好的各种原料粉碎成粒径为10?20目的颗粒，然后用立式混料机搅拌10?35min混合均勾，得配合料；
[0008]c、熔化:将步骤b得到的配合料置于玻璃熔窑中经过1500?1580 V高温熔化，得到玻璃液；
[0009]d、制粒:将步骤c得到的玻璃液制成粒径为2?50目的微粉，再将微粉制成粒径为2?5目的颗粒放入模具；
[0010]e、成品:将步骤d中装有颗粒的模具放入热处理窑中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通过离心风机吹入冷却空气，经过30?60min冷却至室温，得到仿玛瑙微晶玻璃。
[0011]步骤a中二氧化硅与氧化铝共同占有的重量百分比为65?75%。
[0012]步骤a中氧化I丐与氧化镁共同占有的重量百分比为12?20%。
[0013]步骤a中二氧化钛占有的重量百分比为6?10%。
[0014]优选地，所述的氧化铝的重量百分比为4?9%。
[0015]优选地，所述的步骤a中原料按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅65%，氧化fp8%，氧化钠7%，氧化妈8%，氧化镁5%，二氧化钛7%。
[0016]优选地，所述的步骤a中原料按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅64%，氧化招7 %，氧化钠6 %，氧化妈9 %，氧化镁6 %，二氧化钛8 %。
[0017]优选地，所述的步骤a中原料按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅62%，氧化招6 %，氧化钠8 %，氧化妈9 %，氧化镁6 %，二氧化钛9 %。
[0018]步骤e所得微晶玻璃的莫氏硬度为6?7。
[0019]步骤e所得微晶玻璃的冲击韧性为2.5?3.0kjVcm20
[0020]本发明的有益效果是:利用本工艺制得的仿玛瑙微晶玻璃具有色彩艳丽、纹理清晰、结构致密等优点，观感呈半透明玛瑙状，具有天然玛瑙所特有的带状条纹、蜡质光泽等特点，保留了微晶玻璃原有的高强度、高韧性等特点，而且容易进一步加工成型，可替代高档石材进入高端装饰领域，作为一种新型高端装饰材料，其市场需求潜力巨大，产品价格较低，工业应用前景广阔。
[0021]—般情况下在玻璃中加入I?2%氧化铝，能够降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性和机械强度，改善热稳定性，而加入量过多时，会增加析晶倾向，并且容易使玻璃板面出现波筋、条纹等缺陷。在仿玛瑙微晶玻璃体系中，加入3?10%氧化铝恰好利用这一特点促使玛瑙条纹的生成。这样，打破了传统观念，勇于克服技术偏见，反其道而行之，并经过长期的无数次的实验，最终将氧化铝的含量确定于3?10%，通过大量的实验数据从中获得，氧化铝的重量百分比为4?9%时，玛瑙条纹最佳。
[0022]在仿玛瑙微晶玻璃体系中，加入6?12%的二氧化钛，通过一定的热处理工艺可以得到所需的晶相及颜色。通过严格控制二氧化钛与氧化铝的用量、及与其他组分的配合用量而制得的仿玛瑙微晶玻璃具有色彩艳丽、纹理清晰、结构致密等优点。
[0023]还有，传统的微晶玻璃大多采用Ti02、P205、Zr02以及氟化物等作为晶核剂，其中氟化物作为一种晶核剂在生产过程中会产生大量含氟挥发性气体，造成原料大量浪费，使生产成本增加，同时会带来严重的环境污染。而如何从Ti02、P205、Zr02中选择一种适合生产我们所需要的仿玛瑙微晶玻璃，这期间不得不考虑与其他组分的配合及其相互影响、相互反应的种种预料不到的技术问题并非易事!而我们通过大量的实验与探索，最终确定采用Ti02作为晶核剂，并将其重量百分比含量控制在6?12%，最好为6?10%。这样，既可以极大促进微晶玻璃的成核及晶化，通过一定的热处理工艺可以得到仿玛瑙微晶玻璃所需的晶相，并且符合目前所倡导的“绿色生产，低碳经济”理念。
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体实施例对本发明作详细说明:
[0025]实施例1、一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，包括以下操作步骤:
[0026]a、备料:将所需的各种原料按比例称量好备用，原料按重量百分比计，包括:二氧化硅66%，氧化铝7%，氧化钠8%，氧化钙8%，氧化镁5%，二氧化钛6% ;
[0027]b、混料:将步骤a中备好的各种原料粉碎成粒径为10?20目的颗粒，然后用立式混料机搅拌15min混合均勾，得配合料；
[0028]c、熔化:将步骤b得到的配合料置于玻璃熔窑中经过1500?1580°C高温熔化，得到玻璃液；
[0029]d、制粒:将步骤c得到的玻璃液制成粒径为2?50目的微粉，再将微粉制成粒径为2?5目的颗粒放入模具；
[0030]e、成品:将步骤d中装有颗粒的模具放入热处理窑中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后，然后通过离心风机吹入冷却空气，经过35min冷却至室温，得到莫氏硬度为6.5、体积密度为2.638/(^3、抗折强度为951^&、冲击韧性为2.7kj/cm2的仿玛瑙微晶玻璃。
[0031]实施例2、一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，包括以下操作步骤:
[0032]a、备料:将所需的各种原料按比例称量好备用，原料按重量百分比计，包括:二氧化硅65%，氧化铝8%，氧化钠7%，氧化钙7%，氧化镁5%，二氧化钛8% ;
[0033]b、混料:将步骤a中备好的各种原料粉碎成粒径为10?20目的颗粒，然后用立式混料机搅拌18min混合均勾，得配合料；
[0034]c、熔化:将步骤b得到的配合料置于玻璃熔窑中经过1500?1580°C高温熔化，得到玻璃液；
[0035]d、制粒:将步骤c得到的玻璃液制成粒径为2?50目的微粉，再将微粉制成粒径为2?5目的颗粒放入模具；
[0036]e、成品:将步骤d中装有颗粒的模具放入热处理窑中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通过离心风机吹入冷却空气，经过40min冷却至室温，得到莫氏硬度为6.2、体积密度为2.61g/cm3、抗折强度为90Mpa、冲击韧性为2.5kj/cm2的仿玛瑙微晶玻璃。
[0037]实施例3、一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，包括以下操作步骤:
[0038]a、备料:将所需的各种原料按比例称量好备用，原料按重量百分比计，包括:二氧化硅63%，氧化铝7%，氧化钠8%，氧化钙6%，氧化镁8%，二氧化钛8% ;
[0039]b、混料:将步骤a中备好的各种原料粉碎成粒径为10?20目的颗粒，然后用立式混料机搅拌22min混合均勾，得配合料；
[0040]C、熔化:将步骤b得到的配合料置于玻璃熔窑中经过1500?1580°C高温熔化，得到玻璃液；
[0041]d、制粒:将步骤c得到的玻璃液制成粒径为2?50目的微粉，再将微粉制成粒径为2?5目的颗粒放入模具；
[0042]e、成品:将步骤d中装有颗粒的模具放入热处理窑中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通过离心风机吹入冷却空气，经过46min冷却至室温，得到莫氏硬度为6.6、体积密度为2.65g/cm3、抗折强度为85Mpa、冲击韧性为2.8kj/cm2的仿玛瑙微晶玻璃。
[0043]实施例4、一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，包括以下操作步骤:
[0044]a、备料:将所需的各种原料按比例称量好备用，原料按重量百分比计，包括:二氧化硅62%，氧化铝9%，氧化钠11%，氧化钙5%，氧化镁7%，二氧化钛6% ;
[0045]b、混料:将步骤a中备好的各种原料粉碎成粒径为10?20目的颗粒，然后用立式混料机搅拌25min混合均勾，得配合料；
[0046]C、熔化:将步骤b得到的配合料置于玻璃熔窑中经过1500?1580°C高温熔化，得到玻璃液；
[0047]d、制粒:将步骤c得到的玻璃液制成粒径为2?50目的微粉，再将微粉制成粒径为2?5目的颗粒放入模具；
[0048]e、成品:将步骤d中装有颗粒的模具放入热处理窑中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通过离心风机吹入冷却空气，经过52min冷却至室温，得到莫氏硬度为6.3、体积密度为2.61g/cm3、抗折强度为80Mpa、冲击韧性为2.6kj/cm2的仿玛瑙微晶玻璃。
[0049]实施例5、一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，包括以下操作步骤:
[0050]a、备料:将所需的各种原料按比例称量好备用，原料按重量百分比计，包括:二氧化硅61%，氧化铝8%，氧化钠10%，氧化钙9%，氧化镁5%，二氧化钛7% ;
[0051]b、混料:将步骤a中备好的各种原料粉碎成粒径为10?20目的颗粒，然后用立式混料机搅拌25min混合均勾，得配合料；
[0052]C、熔化:将步骤b得到的配合料置于玻璃熔窑中经过1500?1580°C高温熔化，得到玻璃液；
[0053]d、制粒:将步骤c得到的玻璃液制成粒径为2?50目的微粉，再将微粉制成粒径为2?5目的颗粒放入模具；
[0054]e、成品:将步骤d中装有颗粒的模具放入热处理窑中，在710?740°C核化8?18min，在840?860°C晶化10?20min，然后通过离心风机吹入冷却空气，经过58min冷却至室温，得到莫氏硬度为6.8、体积密度为2.68g/cm3、抗折强度为75Mpa、冲击韧性为2.9kj/cm2的仿玛瑙微晶玻璃。
[0055]实施例6?8同实施例5，只是在步骤a中备料采用如下配比:
[0056]实施例6:步骤a中原料按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅65%，氧化铝8%，氧化钠7 %，氧化妈8 %，氧化镁5 %，二氧化钛7 %。
[0057]实施例7:所述的步骤a中原料按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅64%，氧化招7 %，氧化钠6 %，氧化妈9 %，氧化镁6 %，二氧化钛8 %。
[0058]实施例8:所述的步骤a中原料按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅62%，氧化招6 %，氧化钠8 %，氧化妈9 %，氧化镁6 %，二氧化钛9 %。
[0059]由以上实施例1?8可知，本发明生产工艺制备的仿玛瑙微晶玻璃具有较好的抗冲击性能及高硬度。成品的仿玛瑙微晶玻璃观感呈半透明玛瑙状，具有天然玛瑙所特有的带状条纹、蜡质光泽等特点，可根据需求制备成各种不同形状、尺寸的型材进行加工。
【主权项】
1.一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:包括以下操作步骤: a、备料:将所需的各种原料按比例称量好备用，原料按重量百分比计，包括:二氧化硅58?67%，氧化招3?10%，氧化钠5?11 %，氧化妈3?15%，氧化镁5?10%，二氧化钛6?12% ； b、混料:将步骤a中备好的各种原料粉碎成粒径为10?20目的颗粒，然后用立式混料机搅拌10?35min混合均勾，得配合料； c、熔化:将步骤b得到的配合料置于玻璃熔窑中经过1500?1580°C高温熔化，得到玻璃液； d、制粒:将步骤c得到的玻璃液制成粒径为2?50目的微粉，再将微粉制成粒径为2?5目的颗粒放入模具； e、成品:将步骤d中装有颗粒的模具放入热处理窑中，在710?740°C核化8?18min，在840?860 °C晶化10?20min，然后通过离心风机吹入冷却空气，经过30?60min冷却至室温，得到仿玛瑙微晶玻璃。2.根据权利要求1所述的一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:步骤a中二氧化娃与氧化招共同占有的重量百分比为65?75%。3.根据权利要求1所述的一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:步骤a中氧化钙与氧化镁共同占有的重量百分比为12?20%。4.根据权利要求1所述的一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:步骤a中二氧化钛占有的重量百分比为6?10%。5.根据权利要求1所述的一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:所述的氧化铝的重量百分比为4?9%。6.根据权利要求1所述的一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:所述的步骤a中原料按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅65%，氧化铝8%，氧化钠7%，氧化钙8%，氧化镁5 %，二氧化钛7 %。7.根据权利要求1所述的一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:所述的步骤a中原料按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅64%，氧化铝7%，氧化钠6%，氧化钙9%，氧化镁6 %，二氧化钛8 %。8.根据权利要求1所述的一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:所述的步骤a中原料按重量百分比计包括如下成分:二氧化硅62%，氧化铝6%，氧化钠8%，氧化钙9%，氧化镁6 %，二氧化钛9 %。9.根据权利要求1所述的一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:步骤e所得微晶玻璃的莫氏硬度为6?7。10.根据权利要求1所述的一种仿玛瑙微晶玻璃生产工艺，其特征在于:步骤e所得微晶玻璃的冲击韧性为2.5?3.0kj/cm2 ο
【文档编号】C03B32/02GK106082673SQ201610453487
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】郑伟宏, 程金树, 李雄伟, 楼贤春, 淮旭光
【申请人】河北省沙河玻璃技术研究院, 武汉理工大学