CN1055905C - 晶化玻璃微珠及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种玻璃微珠及其生产工艺，本发明采用含有晶核的玻璃利用普通玻璃微珠的成珠工艺成珠，再将成珠的微珠进行核化、结晶处理，即制得高强、耐磨及化学稳定性好的晶化玻璃微珠，其成珠温度为850～1550℃，烧结时间＜60分钟，核化、结晶温度为350～1350℃，晶化时间＜60分钟。
Description
本发明涉及一种玻璃微珠。
玻璃微珠是近年来国内外发展较快的新型工业材料。它广泛应用于化工、纺织、轻工、电子、矿山、煤炭、交通、航运、精密机械加工等工业部门。
目前作为研磨介质、填充剂及喷丸抛光使用玻璃微珠均以普通钠钙系玻璃为原料，粒径一般在45μm～6mm之间。仅就研磨介质用玻璃微珠而言，主要应用于轻工、化工、电子等行业中染料、涂料、油墨、油漆、着色剂、药品、食品、造纸等诸类产品生产中作为研磨介质使用。但是面对一些对研磨介质的化学稳定性、耐磨性要求更高、更严格的行业，如电子行业、药品食品、造纸等行业，则普通钠钙玻璃微珠就显得不满足求了。化工部曾组织《研磨介质》调研，调研结果指出，仅作为染料、涂料工业的主要研磨介质——玻璃微珠，国内产品普通存在着强度较低，耐磨能力较差等缺点，并在不同程度上影响化工产品的质量。因此，高强度、高耐磨的玻璃微珠，已成为应用研磨介质的工业部门的迫切要求。目前，这些行业中有的应用氧化铝球，氧化锆球及玛瑙球作为研磨介质。但是氧化铝球由于受其成型工艺的限制，粒径不能太小，只能在φ10mm以上。而氧化锆球作为一种高级的研磨介质，其理化性能指标相对很高，但其成本相当昂贵，限制了其广泛的应用。因此研制一种新型、低成本高性能的研磨介质用玻璃微珠是十分必要的。
国内在提高研磨介质用玻璃微珠的强度，耐磨性等方面，曾进行过玻璃微珠钢化增强的研究，用钢化的方法，改善普通钠钙系玻璃微珠的理化性能，但效果不理想。
微晶玻璃是一种以普通玻璃组分为基础，加入晶核剂，经熔融冷却，并在一定温度下经过核化，结晶处理后，具有微晶体和均匀分布的残余玻璃相的复合材料。它具有许多特殊的功能，如质地致密、无气孔、不透气、不透水、机械强度比一般的玻璃、陶瓷都高得多，抗冲击强度约是普通玻璃的8倍，抗压强度约是普通玻璃的2倍，耐磨性化学稳定性，电性能等均优于普通玻璃。以往微晶玻璃的应用大都作为板材、管材、轴承，机械部件，器皿等使用，目前，尚未见国外对晶化微珠方面研究的报导。
本发明的目的在于发明一种晶化玻璃微珠及其生产工艺，以使得该微珠作为研磨介质、填充剂及喷丸抛光使用时，具有很好的耐磨性、机械强度和化学稳定性。
本发明采用含有晶核的玻璃为原料，利用普通玻璃微珠的成珠工艺成珠，再将成珠后的微珠进行核化、结晶处理制成本发明所述的高强、耐磨晶化玻璃微珠。
附图为本发明所述生产工艺的流程图。
本发明所述的晶化玻璃微珠可由化学原料或矿物料制得，该晶化微珠所用原料的化学组成为：SiO2 37～84％，Al2O3 2.5～38％，CaO 4～58％，MgO 2～65％，Fe2O3 0.1～36％，FeO 0.1～28％，K2O 0.2～10％，Na2O 0.3～9％，MnO 0.1～5％，TiO2 0.03～10％，ZrO2 0～11％， Cr2O3 1.3～14％，F 0～6％， S-2 0～5％，P2O5 0～5％，CuO 0～6％，Li2O0～25％，ZnS 0～6％
以上百分比均为重量百分比。
如附图所示，将制珠所用玻璃破碎、清洗、干燥、粉磨、筛分、制成＜φ8mm颗粒料，将该料投入成球炉中成球，成球温度800～1550℃，成球时间＜60分钟，制成的微珠粒径为45μm～6mm，将成球后的微珠放入晶化炉中晶化，核化结晶温度为350～1350℃，晶化时间＜60分钟，再冷却至40～80℃出炉，即制得所述晶化微珠，其晶体含量为30～98％。其性能见表1。表1
实例一
| 性 能 | 指 标 |
| 容重(g/cm3) | 2.5～3.0 |
| 粒径 | 45μm～6mm |
| 显微硬度(MPa) | 60～80 |
| 抗折强度(MPa) | 60～130 |
| 莫氏硬度(级) | 6～8 |
| 耐酸性 (HCl 0.5mol/L，失重％) | 0.01 |
| 耐碱性 (NaOH 1mol/L，失重％) | 0.01 |
| 磨损率 (％) | ＜1 |
取化学组成如下所述的玻璃制取本发明所述微珠：化学组成：SiO2 49％， Al2O3 15.3％，CaO 7.1％，MgO 8.6％，
FeO 11.5％，Fe2O3 2.5％ RO 6％。
(注：RO为金属氧化物)
将上述化学组成之玻璃破碎至14～18目(标准筛)清洗、烘干与隔离剂(石墨等)混合，投入1240℃成球炉(井式电炉)中，烧结20分钟，成球后进入晶化炉(马弗炉)中晶化，晶化温度为870℃，晶化时间为20分钟，制得的φ0.6～1.0mm晶化微珠成球率达85％以上，体积结晶率达60％以上，性能满足前表1要求。实例二
取与上例相同的玻璃破碎至18～20目，清洗、烘干后在1230℃的成球炉中烧结15分钟，成球后进入晶化炉，晶化温度600℃，晶化时间为15分钟，再冷却至40～60℃出炉制得晶化微珠，制得的微珠直径φ0.4～0.8mm，成球率达85％以上，体积结晶率＞60％，性能满足前表1要求。本发明所述的晶化玻璃微珠具有机械强度高，耐磨损，化学稳定性好的优点。可作为研磨介质，填充剂及喷丸抛光使用，广泛应用于轻工、化工、纺织、电子、矿山、煤炭、精密机械加工等工业部门。
Claims (2)
1.一种晶化玻璃微珠，其特征在于：以含晶核的玻璃或矿物原料制成其化学成分为：SiO2 49％，Al2O3 15.3％，CaO 7.1％，MgO 8.6％，Fe2O3+FeO 14％，RO 6％，所述微珠粒径为0.4～1.0mm，晶体含量为＞60％。
2.一种权利要求1所述晶化玻璃微珠的生产工艺，其特征在于：利用普通玻璃微珠的成球工艺成球，成球温度1230℃～1240℃，烧结时间15～20分钟，成球后的微珠投入晶化炉中晶化，核化结晶温度为600～870℃，晶化时间15～20分钟，再冷却至40～60℃出炉，即制得所述的晶化玻璃微珠。
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