[發(fā)明專利]一種氧化鋯基無鉛水晶玻璃及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010014789.1
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN110950532A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 解玉姣;于方永;王宜尚;劉剛;韓婷婷;解子恒
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號: C03C3/087
• 分類號: C03C3/087;C03B19/02
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本發(fā)明公布了一種氧化鋯基無鉛水晶玻璃及其制備方法，本發(fā)明目的是優(yōu)化現(xiàn)有水晶玻璃的組成，提供一種氧化鋯基無鉛水晶玻璃及其制備方法。本發(fā)明是在原有生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，通過摻雜金屬氧化物，對水晶玻璃的折射率、密度和化學(xué)穩(wěn)定性進行優(yōu)化提高。本發(fā)明制備過程：配料、混料、熔煉、成型、退火。本發(fā)明所摻雜的氧化鋯可以提高水晶玻璃的密度、折射率和化學(xué)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無鉛水晶玻璃，具體涉一種氧化鋯基無鉛水晶玻璃及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的水晶玻璃主要是含鉛水晶玻璃，其具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、較高的機械可靠性和較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等突出優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于制造玻璃珠寶產(chǎn)品、高檔餐具、酒具和裝飾材料等，展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展前景。但是，隨著科技發(fā)展和環(huán)保意識的增強，含鉛水晶玻璃中鉛溶出等問題引起了人們的廣泛關(guān)注。考慮到人類的身體健康，大力發(fā)展無鉛水晶玻璃迫在眉睫。

無鉛水晶玻璃是用一種或多種氧化物的混合成分來替代氧化鉛成分，通過玻璃中各組分之間的混合效應(yīng)來調(diào)節(jié)物化性能，實現(xiàn)與含鉛水晶玻璃相近的功能。作為一種環(huán)保玻璃，無鉛水晶玻璃從根本上解決了含鉛水晶玻璃使用過程中的鉛溶出難題。但是，與含鉛水晶玻璃相比，無鉛水晶玻璃的密度、折射率和化學(xué)穩(wěn)定性等理化性能仍然較低，制約了無鉛水晶玻璃的發(fā)展。因此，選取合適的氧化物取代氧化鉛是制備無鉛水晶玻璃的關(guān)鍵。本發(fā)明所摻加的氧化鋯是一種無毒害的高折射率和高密度氧化物，與氧化鉛的理化性質(zhì)非常相似，而且具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性。

基于以上原因，本發(fā)明設(shè)計了一種氧化鋯基無鉛水晶玻璃及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)鉛質(zhì)水晶玻璃中高鉛含量的問題，本發(fā)明提供一種氧化鋯基無鉛水晶玻璃及其制備方法，制備的無鉛水晶玻璃具有高折射率、高密度、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

（1）配料、混料：將以下組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計進行配料，SiO₂ 60~70%、Na₂O 5~8%、K₂O 2~5%、CaO 3~5%、ZnO 5~10%、BaO 2~8%、Al₂O₃ 1~3%、TiO₂2~5%；摻雜的氧化鋯按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為5%、10%、15%；配料后采用濕法球磨混合；混合料烘干粉碎；

（2）熔煉：將步驟（1）所得混合粉體在1500°C進行熔煉，直至溶體澄清勻化，得到玻璃熔融液；

（3）成型：將步驟（2）所得玻璃熔融液倒入已預(yù)熱到520°C的模具中成型；

（4）退火：將步驟（3）成型后的玻璃移至已經(jīng)加熱到520°C的退火爐中退火，保溫2小時，然后自然冷卻至室溫；

（5）將步驟（4）所得玻璃進行打磨、清洗、烘干，得到本發(fā)明的氧化鋯基無鉛水晶玻璃。

本發(fā)明可以得到高折射率、高密度和化學(xué)穩(wěn)定性好的無鉛水晶玻璃。

具體實施方式

實例1:

（1）配料、混料：將以下組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計進行配料，SiO₂ ~60%、Na₂O ~5%、K₂O ~5%、CaO ~6%、ZnO ~10%、BaO ~8%、Al₂O₃ ~3%、TiO₂~3%、ZrO₂~5%；配料后采用無水乙醇為球磨介質(zhì)，以250 rpm/min的轉(zhuǎn)速球磨混合8小時；混合料烘干粉碎；

（2）熔煉：將步驟（1）所得混合粉體進行熔煉，熔煉控溫程序為20°C到400°C升溫速率2°C/min，400°C到1200°C升溫速率5°C/min，1200°C到1500°C升溫速率1°C/min并保溫2小時，直至溶體澄清勻化，得到玻璃熔融液；