一种适用于汽车工业的微晶玻璃及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及玻璃制备技术领域，具体是一种适用于汽车工业的微晶玻璃及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃，是一种综合玻璃。微晶玻璃和我们常见的玻 璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则 的，运也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子 排列是有规律的。所W，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃初性强。微晶玻璃自研制成功W 来，已经在生物医学、机械、电子、航空航天工程等领域获得广泛的应用。在过去的几十年 中，研究人员对基础玻璃的组成设计技术、微晶玻璃的核化与晶化机理、微晶玻璃的制备技 术及组成-结构-性能关系进行了大量的探索研究。与传统玻璃相比，微晶玻璃具有优良 的热学、力学、电学方面的性能，例如低热膨胀系数、高抗压强度、高抗弯强度、高弹性模量， 高断裂初性等。随着时代的发展，微晶玻璃因优异的性能逐渐应用于汽车行业，利用微晶玻 璃耐高溫、抗膨胀性可调等力学和热学性能，用于活塞、旋转叶片的制作上，也可用于喷射 式燃烧器中消除汽车尾气中的碳氨化合物。现有的微晶玻璃生产技术制备的微晶玻璃强度 有限，使其在汽车工业的使用范围受限。
【发明内容】
[0003] 针对W上问题，本发明提出了一种具有优良的抗弯强度和断裂初性且透明度良好 的适用于汽车工业的微晶玻璃及其制备方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 上述的一种适用于汽车工业的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比如下：Si〇2 65 ~72%、Li2〇 15 ~25%、Al2〇3 0 ~2. 6%、P205 1. 5 ~3. 5%、Zr〇2 0 ~4%、K20 1. 0 ~ 2. 5%、Sn〇20. 3 ~2.0%、Y2030. 2 ~1.5%、Sc2〇30. 5 ~1.8%。 阳0化]所述适用于汽车工业的微晶玻璃，作为本发明进一步的方案，其中，按照重量百分 比的原料成分配比如下：Si〇2 66~70%、Li2〇 17~24%、Al2〇3 0~1.8%、P205 1.7~ 3.2%、Zr〇2 0 ~3.5%、K20 1.3 ~2.4%、Sn〇2 0.5 ~1.8%、Y2030.4 ~1.5%、Sc2〇3 0.8 ~ 1. 8%。
[0006] 所述适用于汽车工业的微晶玻璃，作为本发明进一步的方案，其中，按照重量百分 比的原料成分配比如下：Si〇2 66~69%、Li2〇 18~23%、Al2〇3 0~1.6%、P205 1.7~ 3. l%、Zr〇20 ~3.4%、K201.5 ~2.4%、Sn〇20.8~1.8%、Y2030. 5 ~1.5%、Sc2〇30. 9 ~ 1. 8%。
[0007] 所述适用于汽车工业的微晶玻璃的制备方法，包括W下步骤： 1) 配置粉料：准确称取各组分原料，并经球磨后，过70目筛，制成粉料； 2) 混合：将粉料放入刚玉罐中湿混1-化，制成浆料； 3) 烘干：将浆料采用旋转蒸发器烘干，制成混合料； 4) 加热融化：将混合料放入相蜗中，W15~20°C/min的升溫速率升溫至850~920°C， 保溫15~30min，然后W10~15°C/min的升溫速率升溫至1380~1550°C，保溫1~化， 直至玻璃烙体组分分布均匀且气泡完全逸出，制得玻璃溶液； 5) 注入模具：将玻璃溶液倒入模具内，并将模具迅速放入电热炉内，在500~550°C溫 度下退火0. 5~比，W消除基础玻璃的内应力，获得无色、透明、无气泡的基础玻璃； 6) 形核及晶化：将基础玻璃放入电热炉内，在530~600°C溫度下形核处理1~化，再 将电热炉升溫至700~900°C晶化处理1~化，获得微晶玻璃。 阳00引有益效果： 本发明【具体实施方式】中对比例1与实施例3采用相同的制备工艺，唯一的区别在于实 施例3的组分中包括Sn〇2,对比例1中不含Sn〇2。对比例2与实施例3采用相同的制备工 艺，唯一的区别在于实施例3的组分中包括Zr〇2，对比例1中不含Zr〇2。对比例1的抗 弯强度为322MPa，断裂初性为3. 18MPa，m°'5,对比例2的抗弯强度为315MPa，断裂初性为 3. 06MPa，m°'5。实施例3的抗弯强度为395MPa，断裂初性为3. 82MPa，m°'5。根据此数据可W 看出，本发明通过添加Sn〇2，Sn〇2与Zr〇2配合，对微晶玻璃的力学强度具有明显的增强效 果，本发明制备的微晶玻璃具有优良的抗弯强度和断裂初性，且透明度良好，在汽车工业具 有更广泛的适用范围，具有良好的市场前景。
[0009] 本发明适用于汽车工业的微晶玻璃的制备方法能够制备出力学性能优异的微晶 玻璃，简单方便，易于推广，生产成本较低，有利于提高企业效益。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合具体实施例，对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
[0011] 实施例1 本发明实施例1的适用于汽车工业的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比如 下：Si〇271%、Li2〇24%、Al2〇30.5%、P2051.6%、Zr〇20.4%、K201.2%、Sn〇20.4%、Y2O3 0. 3%、Sc2〇3 0. 6% ; 本发明实施例1的适用于汽车工业的微晶玻璃的制备方法，包括W下步骤： 1) 配置粉料：准确称取各组分原料，并经球磨后，过70目筛，制成粉料； 2) 混合：将粉料放入刚玉罐中湿混比，制成浆料； 3) 烘干：将浆料采用旋转蒸发器烘干，制成混合料； 4) 加热融化：将混合料放入相蜗中，W15°C/min的升溫速率升溫至860°C，保溫 15min，然后W15°C/min的升溫速率升溫至1450°C，保溫化，直至玻璃烙体组分分布均匀且 气泡完全逸出，制得玻璃溶液； 5) 注入模具：将玻璃溶液倒入模具内，并将模具迅速放入电热炉内，在53(TC溫度下退 火0.化，W消除基础玻璃的内应力，获得无色、透明、无气泡的基础玻璃； 6) 形核及晶化：将基础玻璃放入电热炉内，在550°C溫度下形核处理化，再将电热炉升 溫至750°C晶化处理化，获得微晶玻璃。 阳〇1引 实施例2 本发明实施例2的适用于汽车工业的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比如 下：Si〇268%、LizO17%、AI2O32%、P2O53%、Zr〇23%、K2O2. 3%、Sn〇21. 7%、Y2O3 1. 5%、Sc2〇3 1. 5% ; 本发明实施例2的适用于汽车工业的微晶玻璃的制备方法，包括W下步骤： 1) 配置粉料：准确称取各组分原料，并经球磨后，过70目筛，制成粉料； 2) 混合：将粉料放入刚玉罐中湿混化，制成浆料； 3) 烘干：将浆料采用旋转蒸发器烘干，制成混合料； 4) 加热融化：将混合料放入相蜗中，W20°C/min的升溫速率升溫至900°C，保溫 30min，然后W15°C/min的升溫速率升溫至1500°C，保溫化，直至玻璃烙体组分分布均匀且 气泡完全逸出，制得玻璃溶液； 5) 注入模具：将玻璃溶液倒入模具内，并将模具迅速放入电热炉内，在50(TC溫度下退 火比，W消除基础玻璃的内应力，获得无色、透明、无气泡的基础玻璃； 6) 形核及晶化：将基础玻璃放入电热炉内，在580°C溫度下形核处理化，再将电热炉升 溫至850°C晶化处理2.化，获得微晶玻璃。 阳〇1引 实施例3 本发明实施例3的适用于汽车工业的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比如 下：Si〇270%、LizO20%、AI2O31. 3%、P2O52%、Zr〇22%、K2O1. 5%、Sn〇21. 2%、 Y2O3O.8%、SC2O31.2% ; 本发明实施例3的适用于汽车工业的微晶玻璃的制备方法，包括W下步骤： 1) 配置粉料：准确称取各组分原料，并经球磨后，过70目筛，制成粉料； 2) 混合：将粉料放入刚玉罐中湿混1.化，制成浆料； 3) 烘干：将浆料采用旋转蒸发器烘干，制成混合料； 4) 加热融化：将混合料放入相蜗中，W18°C/min的升溫速率升溫至880°C，保溫 25min，然后W13°C/min的升溫速率升溫至1480°C，保溫1.化，直至玻璃烙体组分分布均匀 且气泡完全逸出，制得玻璃溶液； 5) 注入模具：将玻璃溶液倒入模具内，并将模具迅速放入电热炉内，在53(TC溫度下退 火0.化，W消除基础玻璃的内应力，获得无色、透明、无气泡的基础玻璃； 6) 形核及晶化：将基础玻璃放入电热炉内，在560°C溫度下形核处理化，再将电热炉升 溫至800°C晶化处理化，获得微晶玻璃。
[0014] 实施例4 本发明实施例4的适用于汽车工业的微晶玻璃，按照重量百分比的原料成分配比 如下：Si〇268%、LizO20. 3%、AI2O30. 2%、P2O53. 5%、Zr