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CN103058524B - 一种无砷低膨胀黑色透明微晶玻璃 - Google Patents

一种无砷低膨胀黑色透明微晶玻璃 Download PDF

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CN103058524B CN201310005071.6A CN201310005071A CN103058524B CN 103058524 B CN103058524 B CN 103058524B CN 201310005071 A CN201310005071 A CN 201310005071A CN 103058524 B CN103058524 B CN 103058524B
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毛利球
胡桂庚
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ZHEJIANG CHANGXING NOVATECH GLASS CO., LTD.
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ZHEJIANG CHANGXING NOVATECH GLASS CO Ltd
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Abstract

本发明公开了一种无砷低膨胀黑色透明微晶玻璃，其基础组分包括SiO2、A12O3、Li2O、CaO、MgO、BaO、ZnO和Na2O+K2O，另外还添加有SnO2、CeO2、MnO或者NH4Cl作为澄清剂，TiO2和ZrO2作为晶核剂，V2O5作为着色剂。本发明使用SnO2+CeO2+MnO（或NH4Cl）代替As2O3，在熔化制度保持不变即不提高熔化温度可确保熔化澄清效果良好，生产出无毒、环保、优质的微晶玻璃，物化性能各项指标符合国际产品标准要求。

Description

一种无砷低膨胀黑色透明微晶玻璃
技术领域
本发明涉及微晶玻璃。
背景技术
目前，国内生产微晶玻璃都使用As2O3作为澄清剂，但是由于使用的澄清剂As2O3为国际禁用剧毒物质，对工人工作环境带来极大的危害。
在国外只有德国肖特、日本NEG的产品不含As2O3，其均使用SnO2来替代As2O3。但是在生产中发现，使用SnO2保持原有的熔化制度即不提高熔化温度，澄清效果较差，产品气泡较多。因此，他们所描述的专利产品可能不仅需要按其配方进行生产，而且还在熔化制度上可能有未解释的地方。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种以现有的熔化方法生产的无砷微晶玻璃，无毒、环保、且物化性能各项指标符合国际产品标准要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种无砷低膨胀黑色透明微晶玻璃，其特征在于：其基础组分包括SiO2、A12O3、Li2O、CaO、MgO、BaO、ZnO和Na2O+K2O，另外还添加有SnO2、CeO2、MnO或者NH4Cl作为澄清剂，TiO2和ZrO2作为晶核剂，V2O5作为着色剂；所述澄清剂中各组分占基础组分总重量的百分比为：SnO2:0.1-0.5%、CeO2:0.2—0.6%、MnO或者NH4Cl：0.1-0.40%，所述澄清剂的添加量占基础组分总重量的百分比为0.4-0.8%；所述澄清剂中各组分间的重量比例为：SnO2：CeO2：MnO或：NH4Cl=0.5-1：1.2-1.5：0.5-0.8。
优选的，所述基础组分中各组分的重量百分比为SiO2：60.0-68.0%、A12O3：18.0-24.0%、Li2O：3.0-4.0%、CaO：0.1-0.5%、MgO：0.3-1.5%、BaO：0-1.5%、ZnO:0.5-1.5%、Na2O：0.4-1%K2O:0-0.2.%。
优选的，所述基础组分中
ΣNa2O+K2O＜0.70%；
ΣCaO+MgO+BaO+ZnO≥3.0%且＜4.5%。
优选的，所述晶核剂中各组分占基础组分总重量的百分比为：ZrO2:1.2-2.5%、TiO2：2-3%。
优选的，所述晶核剂中还添加有P2O5，所述P2O5占基础组分总重量的百分比为0.5-1.5%。
优选的，所述晶核剂ZrO2+TiO2+P2O5的添加量占基础组分总重量的3.5—5.5%，所述晶核剂各组分间的重量比例为：ZrO2：TiO2：P2O5：=0.5-1：1.5-2：0.7-1。
优选的，所述澄清剂中各组分占基础组分总重量的百分比为：SnO2:0.1-0.5%、CeO2:0.2—0.6%、MnO或者NH4Cl：0.1-0.40%。
优选的，所述澄清剂的添加量占基础组分总重量的百分比为0.4-0.8%；所述澄清剂中各组分间的重量比例为：SnO2：CeO2：MnO或：NH4Cl=0.5-1：1.2-1.5：0.5-0.8。
优选的，所述着色剂V2O5占基础组分的重量百分比为0.05-0.15%。
优选的，该微晶玻璃以β-石英固熔体为主晶相，透过色是红棕色，反射色为黑色，在25℃～700℃之间其热膨胀系数为-1.5～3×10-7/℃。
本发明使用SnO2+CeO2+MnO（或NH4Cl）代替As2O3，在熔化制度保持不变即不提高熔化温度可确保熔化澄清效果良好，生产出无毒、环保、优质的微晶玻璃，物化性能各项指标符合国际产品标准要求。
另外，晶核剂中添加有P2O5，P2O5是形成玻璃网络的氧化物，对硅酸盐玻璃具有良好的成核能力，P2O5使玻璃产生核化作用的原因在于它能促使分相，降低界面能及成核活化能，加入少量的P2O5与TiO2、ZrO2混合使用，可促进ZrO2在玻璃熔体中溶解，改进玻璃成核作用，提高成核速率，从而得到晶粒更细的微晶玻璃。
具体实施方式
本发明的无砷微晶玻璃为黑色透明状，该微晶玻璃以β-石英固熔体为主晶相，透过色是红棕色，反射色为黑色，在25℃～700℃之间其热膨胀系数为-1.5～3×10-7/℃。
该微晶玻璃基础组分包括SiO2、A12O3、Li2O、CaO、MgO、BaO、ZnO和Na2O+K2O，另外还添加有SnO2、CeO2、MnO或者NH4Cl作为澄清剂，TiO2和ZrO2作为晶核剂，V2O5作为着色剂，其中，MnO也可以替换为NH4Cl。
所述基础组分中各组分的重量百分比为SiO2：60.0-68.0%、A12O3：18.0-24.0%、Li2O：3.0-4.0%、CaO：0.1-0.5%、MgO：0.3-1.5%、BaO：0-1.5%、ZnO:0.5-1.5%、Na2O：0.4-1%K2O:0-0.2.%，而且，
ΣNa2O+K2O＜0.70%；
ΣCaO+MgO+BaO+ZnO≥3.0%且＜4.5%。
所述晶核剂中各组分占基础组分总重量的百分比为：ZrO2:1.2-2.5%、TiO2：2-3%。所述晶核剂中还添加有P2O5,所述P2O5占基础组分总重量的百分比为0.5-1.5%。所述晶核剂ZrO2+TiO2+P2O5的添加量占基础组分总重量的3.5—5.5%，所述晶核剂各组分间的重量比例为：ZrO2：TiO2：P2O5：=0.5-1：1.5-2：0.7-1。
所述澄清剂中各组分占基础组分总重量的百分比为：SnO2:0.1-0.5%、CeO2:0.2—0.6%、MnO或者NH4Cl：0.1-0.40%。所述澄清剂的添加量占基础组分总重量的百分比为0.4-0.8%；所述澄清剂中各组分间的重量比例为：SnO2：CeO2：MnO或：NH4Cl=0.5-1：1.2-1.5：0.5-0.8。
所述着色剂V2O5占基础组分的重量百分比为0.05-0.15%。
本发明具体实施方式包括三个具体实施例，各实施例化学成分如下表所示：
实施例编号 No1 No2 No3
SiO2 65.68 64.10 63.78
Al2O3 21.00 21.45 21.72
Li2O 3.51 3.95 3.38
CaO 0.28 0.31 0.39
MgO 0.14 0.70 0.61
ZnO 1.20 1.30 1.42
BaO 1.60 1.20 1.31
K2O 0.08 0.08 0.08
Na2O 0.40 0.60 0.71
ZrO2 1.28 1.50 1.50
TiO2 2.82 3.00 3.20
P2O5 1.15 1.18 1.02
SnO2 0.15 0.18 0.33
CeO2 0.41 0.18 0.28
MnO2 0.12 0.18
NH4Cl 0.12
V2O5 0.18 0.09 0.15
按照上表进行微晶玻璃生产的工艺为：1、按表中的化学成分，将各种原料按配方进行称量、混合，加入各原料总重量的3%-5%的水分，湿混均匀；
2、混合好的配合料进入横火焰窑炉中，在1600-1650℃下进行熔化:；
3、熔化好的玻璃液经澄清冷却至1400-1450℃送入压延机连续压延成型;
4、成型后的微晶玻璃送入退火窑进行分区退火；
5、退火处理后的微晶玻璃原片送入晶化炉晶化，
720～750℃左右并保温1-2小时使其形成晶核；
860～880℃左右并保温1-2小时使其晶核生长并析出晶相。
6、自然冷却至室温。
对本发明实施例1.2.3具体化学组分按照上述工艺进行生产，其获得的产品按照相关标准进行测试，具体数据为：

Claims (8)

1.一种无砷低膨胀黑色透明微晶玻璃，其特征在于：其基础组分包括SiO2、A12O3、Li2O、CaO、MgO、BaO、ZnO和Na2O+K2O，另外还添加有SnO2、CeO2、MnO或者NH4Cl作为澄清剂，TiO2和ZrO2作为晶核剂，V2O5作为着色剂；所述澄清剂中各组分占基础组分总重量的百分比为：SnO2:0.1-0.5%、CeO2:0.2—0.6%、MnO或者NH4Cl：0.1-0.40%，所述澄清剂的添加量占基础组分总重量的百分比为0.4-0.8%；所述澄清剂中各组分间的重量比例为：SnO2：CeO2：MnO或：NH4Cl=0.5-1：1.2-1.5：0.5-0.8。
2.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于：所述基础组分中各组分的重量百分比为SiO2：60.0-68.0%、A12O3：18.0-24.0%、Li2O：3.0-4.0%、CaO：0.1-0.5%、MgO：0.3-1.5%、BaO：0-1.5%、ZnO:0.5-1.5%、Na2O：0.4-1%K2O:0-0.2.%。
3.根据权利要求2所述的微晶玻璃，其特征在于：所述基础组分中
ΣNa2O+K2O＜0.70%；
ΣCaO+MgO+BaO+ZnO≥3.0%且＜4.5%。
4.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于：所述晶核剂中各组分占基础组分总重量的百分比为：ZrO2:1.2-2.5%、TiO2：2-3%。
5.根据权利要求4所述的微晶玻璃，其特征在于：所述晶核剂中还添加有P2O5，所述P2O5占基础组分总重量的百分比为0.5-1.5%。
6.根据权利要求5所述的微晶玻璃，其特征在于：所述晶核剂ZrO2+TiO2+P2O5的添加量占基础组分总重量的3.5—5.5%，所述晶核剂各组分间的重量比例为：ZrO2：TiO2：P2O5：=0.5-1：1.5-2：0.7-1。
7.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于：所述着色剂V2O5占基础组分的重量百分比为0.05-0.15%。
8.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于：该微晶玻璃以β-石英固熔体为主晶相，透过色是红棕色，反射色为黑色，在25℃～700℃之间其热膨胀系数为-1.5～3×10-7/℃。
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