[发明专利]一种利用油母页岩灰制备的微晶玻璃及其方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及到利用油母页岩灰制造建筑用微晶玻璃的方法。

背景技术

微晶玻璃具有良好的机械性能和物理性能，其硬度为莫氏6～9，耐压强度为6.3T/cm²，抗折强度为487～1380kg/cm²，抗冲强度为2.5～3.8kg/cm²，光泽度为70～120度，膨胀系数为61～77.5(10/℃)，吸水率＜0.07％，耐磨损失为0.49g/cm²，而且具有很好的耐酸耐碱性能，因此被广泛用于建材、板材、管材，它还可和其它金属材料配合使用用于高强度轴承、高压容器、高压管道、发酵罐、建筑的无钢筋楼板、空心间壁强板、发动机汽缸以及航天发动机、宇宙飞船外壳、火箭喷口等高精尖产品。

目前只有少数工业先进的国家如美国、日本生产小批量的微晶玻璃制品，他们用纯化学原料氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁等或矿山尾矿配制而成，其生产方法主要有两种，一种是压延法，先将微晶玻璃原料机压成型，然后在进行晶化；另一种是水淬法，先将微晶玻璃原料熔化成玻璃渣料，在机压成型，然后进行晶化。

微晶玻璃是由玻璃的控制晶化而制得的的多晶固体，其微晶化含义是指通过适当的处理方法使引入玻璃内的成核剂并引发晶体生长，形成微晶体。在机械工程、航空航天工程、核工程、以及食品、医疗和光学等领域都有广泛应用。鉴于成本原因，建筑微晶玻璃大多用工业废弃物制造，然而除了高炉矿渣和铜尾矿生产的微晶玻璃板材已经用于建筑领域外，其它如铁尾矿、钨尾矿、高岭土尾矿和粉煤灰等，用于生产建筑微晶玻璃还限于实验室的研究，这主要是因为颜色单一(大多是黑色)，且批量生产时又存在较大色差，甚至微小气孔，翘板和炸裂等缺陷，同时功能单一，特别是无工业化试验，因此推广应用受到限制。

发明内容

针对油母页岩灰利用率低的现状，本发明提供一种利用油母页岩灰为主要原料，制备微晶玻璃的配方和工艺，以烧结法制备而成。达到减轻环境污染，提高材料附加值的目的。以下是我国主要油母页岩厂的油母页岩灰化学组成：

本发明一种利用油母页岩灰制备的微晶玻璃，其特征在于微晶玻璃的制备原料为：油母页岩灰、生石灰、氧化镁、碳酸钠、萤石和氧化铬；微晶玻璃的化学组成按重量百分比为：

本发明利用油母页岩灰制备微晶玻璃的方法，其具体步骤如下：

1.配料：根据油母页岩灰的化学组成分析以及对产品的要求，按重量比配料：油母页岩灰75～80％，生石灰9～12％，氧化镁1～3％，碳酸钠6～10％，萤石2～3％，氧化铬1～1.5％；

2.高温熔化：将各种原料经准确称量后于球磨机中均匀混合，加入到刚玉坩锅并放入到硅钼棒电阻炉中，在1250～1350℃下熔融90～120min；

3.水淬：将玻璃融体迅速倒入自来水中，水淬成0.074～0.25mm的玻璃颗粒，在烘干箱中于100℃干燥30min；

4.粉碎：将干燥的水淬玻璃颗粒放入球磨机中，球磨成粒度小于0.074mm的玻璃粉末；

5.成型：将球磨后的玻璃粉末装入模具中，压制成型，成型压力为10～15MPa；

6.高温晶化：将压制成型的玻璃粉末，放入到硅钼棒电阻炉中，以4～8℃/min的升温速率升温到780～850℃，恒温烧结60～180min，然后以5～8℃/min的升温速率升温到920～990℃，恒温析晶60～180min，然后随炉冷却到室温，经打磨、抛光成微晶玻璃；

7.检测：所制备的微晶玻璃表观体积密度2.4～2.6g·cm^-3，HV显微硬度900～1250，吸水性0.01％，耐酸性92～99％，耐碱性92～99％，抗压强度400～550MPa。

本发明方法制成的微晶玻璃可用作建筑材料及装饰材料，采用油母页岩灰为原料，合理利用了资源，并有利于治理环境。

具体实施方式

实施例1

1.配料：原料按重量比为：油母页岩灰75％，生石灰11％，氧化镁1％，碳酸钠10％，萤石2％，氧化铬1％；

2.高温熔化：将称重的原料均匀混合后，加入到刚玉坩锅并放入到硅钼棒电阻炉中，在1250℃下熔融90min；

3.水淬：将玻璃融体在自来水中水淬成0.074～0.25mm的玻璃颗粒，并用烘干箱干燥；

4.粉碎：将水淬玻璃颗粒球磨成粒度小于0.074mm的玻璃粉末；

5.成型：将玻璃粉末装入模具中，在压力为15MPa下压制成型；