[發明專利]含釹紫紅色微晶玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201010184813.2
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN101844868A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 楊輝;郭興忠;趙嘉杰;趙文達
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;C03B32/00;C03C3/095
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明涉及一種含釹紫紅色微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

鋰鋁硅系(Li₂O-Al₂O₃-SiO₂，簡稱LAS)是微晶玻璃中的一個重要體系，具有超低膨脹、高強度、耐高溫、耐熱沖擊的特性，而被廣泛用于制造天文望遠鏡、炊具、餐具、高溫電光源玻璃、電磁爐面板、微電子技術用基板、實驗室用加熱器具、高溫熱交換器、代石英玻璃、高溫窗、雷達天線罩、建筑裝飾等。

紫紅微晶玻璃是以微晶玻璃為基體，在熔制過程中，摻雜了紫紅色著色劑而制得的，它不僅具有一般微晶玻璃的優越性能，而且紫紅色色澤純正、代表著高貴與純潔，特別適合于工藝品的制作與裝潢。而且，釹元素為核反應產生的廢物，可以進行有效地廢物利用，或采用鋁鋰硅微晶玻璃處理含釹核廢料。

在以往微晶玻璃制備中，玻璃的熔制溫度高，大多鋰鋁硅微晶玻璃的熔制溫度在1550～1650℃，而且，核化、晶化等熱處理也偏高，多在800～1000℃或更高，這對玻璃熔爐和熱處理的壽命產生影響，迫切需要優化微晶玻璃的原料配方，從而降低玻璃熔制溫度和熱處理溫度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種性能佳、工藝簡潔的含釹紫紅色微晶玻璃及其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種含釹紫紅色微晶玻璃，該微晶玻璃的基料由以下重量百分含量的成分組成：二氧化硅60～61％，氧化鋰9～11％，氧化鋁18～19％，由氧化鎂、氧化鋅、氧化鋇和氧化硼組成的混合物I?1.5～2％，氧化鈦4～5％，由氧化鉀和氧化鈉組成的混合物II?2.5～3.5％以及三氧化二銻1.5～2％；

以硝酸釹作為著色劑，硝酸釹的摻入量為基料重量百分比的0.1～2％。

作為本發明的含釹紫紅色微晶玻璃的改進：該微晶玻璃的基料由以下重量百分含量的成分組成：二氧化硅60.5％，氧化鋰10％，氧化鋁18.2％，由氧化鎂、氧化鋅、氧化鋇和氧化硼組成的混合物1.8％，氧化鈦4.6％，由氧化鉀和氧化鈉組成的混合物3.0％以及三氧化二銻1.9％。

作為本發明的含釹紫紅色微晶玻璃的進一步改進：混合物I由氧化鎂、氧化鋅、氧化鋇和氧化硼按任意重量比混合而成；混合物II由氧化鉀和氧化鈉按任意重量比混合而成。

本發明還同時提供了上述含釹紫紅色微晶玻璃的制備方法，包括如下步驟：將基料與硝酸釹混合均勻后球磨1～3個小時，然后經1380～1450℃熔制并保溫3～5小時，成型、退火；再經600～900℃熱處理2～4小時，得含釹紫紅色微晶玻璃。

本發明的含釹紫紅色微晶玻璃及其制備方法，是發明人經過仔細研究、大量實驗后獲得的。本發明所提供的著色劑是Nd(NO₃)₃，釹以Nd³⁺存在于玻璃中。它一般不變價，4f軌道為5s²5p²軌道所屏蔽，因此它的光譜特性和著色都十分穩定，受玻璃成分和熔制工藝的影響都較小。釹玻璃在黃光(586nm)和綠光(530nm)部分有強烈的吸收峰，因此能夠產生美麗的紫紅色。在本發明中：以MgO、ZnO、BaO和B₂O₃的混合物為助熔劑或化學穩定劑，添加TiO₂為晶核劑，加入Sb₂O₃作為澄清劑，加入K₂O和Na₂O混合物作為助熔劑，有助于降低玻璃的熔化溫度。

在本發明中，作為鋰鋁硅玻璃主要體系組分，二氧化硅占60.5％，氧化鋰占10％，氧化鋁占18.2％；與以往的鋰鋁硅玻璃相比，提高了氧化鋰的含量，從而使熔制溫度有所下降，只需要1380～1450℃即可實現高溫熔制，降低了熔制成本。與此同時，還促進了含鋰晶相的析出，從而降低了熱處理溫度。

本發明的含釹紫紅色微晶玻璃，主晶相為β-鋰輝石(Li₂O·Al₂O₃·nSiO₂，n≥4)，晶體形狀為球狀，紫紅色穩定、純正、均勻。其性能數據如下：

含釹紫紅色玻璃的主晶相為β-鋰輝石，晶體形狀為球狀，顏色穩定、純正、均勻，在30～700℃范圍內熱膨脹系數為10×10^-7/℃左右，抗折強度為100～120MPa，耐侵蝕級別達到GB6582-1。

具體實施方式

以下％均為重量％。