[发明专利]玻璃，玻璃－陶瓷，制品及制造方法

说明书

发明领域

本发明涉及玻璃和玻璃-陶瓷材料以及这些材料的制造方法。具体地，本 发明涉及包含β-石英或(和)β-锂辉石固溶体作为主要晶相的玻璃-陶瓷材料， 包含这些材料的制品，以及这些玻璃-陶瓷材料和制品的制造方法。本发明能 用来制造用于灶台面、炉窗等的玻璃-陶瓷材料。

发明背景

玻璃-陶瓷材料包含晶相和玻璃相。玻璃-陶瓷材料由于其独特的结构而具 有意想不到的物理性质，如强度和热膨胀系数，这些物理性质使这些材料能够 用于各种产品。β-石英和/或β-锂辉石玻璃-陶瓷材料的一个特别有益的应用是 用于灶台面板、壁炉窗等中。一系列的玻璃-陶瓷灶台面板和壁炉窗已经成功 商业化。

玻璃-陶瓷材料的制造方法通常包括以下三个步骤：

-(i)熔化前体玻璃，

-(ii)将前体玻璃形成为所需形状；和

-(iii)对成形的玻璃体进行热处理，使得在玻璃制品中形成晶相。最后一个 步骤通常包括以下两个步骤：(iii-a)在相对较低温度对玻璃制品进行处理， 使得形成晶核，该步骤通常称作成核；和(iii-b)在相对较高温度对具有晶核 的玻璃制品进行处理，使晶相生长至要求的程度。

在玻璃熔融即步骤(i)中，在制造前体玻璃时通常使用澄清剂。这种澄清 剂在对玻璃进行熔融和澄清时在升高的温度下释放气体。释放的气体促进气泡 的逸出，否则气泡被截留在玻璃内。过去使用AS₂O₃和/或Sb₂O₃作为有效的澄清 剂。由于日益增加的对环境的关注，在不远的未来As₂O₃和Sb₂O₃将逐步从这些 产品中淘汰。因此，需要开发替代的澄清体系，这种体系能在玻璃的熔融步骤 中对玻璃进行有效澄清，而没有对成形步骤和预期的玻璃-陶瓷制品的所需性 质以及制造方法产生显著的不利影响。

本发明满足了这一要求。

发明概述

根据本发明第一方面，提供一种玻璃-陶瓷材料，该材料包含β-石英或 (和)β-锂辉石的固溶体作为主要的晶相，基本上不含砷和锑，其特征在于，其 组成(按照氧化物的重量百分比表示)包含0.15-0.3％，优选0.15-0.25％的SnO₂； 和0.7-1.5％，优选0.8-1.5％的CeO₂和/或MnO₂。

根据本发明的玻璃-陶瓷材料的一些实施方式，该材料包含SnO₂和CeO₂。

根据本发明的玻璃-陶瓷材料的一些其他实施方式，该材料包含SnO₂和 MnO₂。

根据本发明的玻璃-陶瓷材料的一些实施方式，所述玻璃-陶瓷材料的组成 (按照氧化物为基准的重量百分比表示)主要包含以下组分：SiO₂ 50-75；Al₂O₃17-27；Li₂O 2-6；MgO 0-5；ZnO 0-5；TiO₂ 0-5；ZrO₂ 0-5；BaO 0-3；SrO 0-3； CaO 0-3；Na₂O 0-3；K₂O 0-3；P₂O₅ 0-8；B₂O₃ 0-3；SnO₂ 0.15-0.3；CeO₂和/ 或MnO₂ 0.7-1.5。