[发明专利]以锂辉石尾矿为主要原料的低膨胀微晶玻璃及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃以及这种微晶玻璃的制造方法。

背景技术

自从美国康宁玻璃公司发明微晶玻璃至今已经有半个多世纪了，国内外许多学者在这方面进行了大量长期的研究工作。微晶玻璃是通过控制玻璃的结晶而得到的一类多晶材料，品种繁多,性能各异。低膨胀微晶玻璃主要是指Li₂O-Al₂0₃-SiO₂系统微晶玻璃。由于它同时具备了抗温度冲击，高频绝缘，高机械强度，高化学稳定性这四个方面的优良性能，所以能够广泛应用于天文望远镜、高温电光源玻璃、实验室用加热器具、高温热交换器、 代石英玻璃、高温窗、雷达天线罩、炊具、餐具等领域，目前已成为微晶玻璃乃至材料科学中的一个重要分支。具有适当组成的Li₂O₃-Al₂O₃-SiO₂系统玻璃经过受控晶化热处理后可析出大量低膨胀甚至负膨胀的β-石英固溶体或β-锂辉石固溶体微小晶相。这使得此类制品具有良好的抗热震、耐高温、耐腐蚀及高机械强度等性能。当主晶相为β-石英固溶体时，可以得到透明微晶玻璃，而当主晶相为β-锂辉石英固溶体时，可以得到不透明的微晶玻璃。一般来说当玻璃成分相同时，以β-石英固溶体为主晶相的微晶玻璃的膨胀系数比以β-锂辉石英固溶体为主晶相的微晶玻璃要小。

目前生产低膨胀微晶玻璃所使用的原料除了石英砂以外基本上都是化工原料。用常规原料制造低膨胀微晶玻璃的方法：玻璃配合料的成分为(重量%)：石英砂60～65，氧化铝20～24，碳酸锂9.5～9.9，氧化镁0～1，二氧化钛2～4，二氧化锆2～4，氧化锌1～2，碳酸钠0.5～0.7，碳酸钾0.6～0.8，碳酸钡1.5～3.2，玻璃熔化温度：1620～1650℃，热处理制度与尾矿微晶玻璃相同。

现有的玻璃配合料的缺点是： 原料成本高； 玻璃熔化温度高，一般在1600-1650℃之间，这势必增加燃料消耗，还加剧了玻璃液对窑炉耐火材料的侵蚀；化工原料与矿物原料相比较，在氧化物组成及熔化温度相同的条件下，玻璃配合料中的化工原料越多则对熔炉耐火材料的侵蚀越重。虽然现在也有一些关于用工业废弃物制造低膨胀微晶玻璃的报道，但废弃物的用量都不大，

发明内容

本发明提供一种以锂辉石尾矿为主要原料的低膨胀微晶玻璃及其制造方法，要解决现有的微晶玻璃制造方法废弃物用量低，原料成本高的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种以锂辉石尾矿为主要原料的低膨胀微晶玻璃，其原料中含有氧化铝和碳酸锂，其特征在于：其配合比按重量百分比的组合为：

以锂辉石尾矿为主要原料：　　　66～80；

氧化铝：　　　　　　　　　　 　9～14；

碳酸锂：　　　　　　　　　　 　5～10；

氧化锌                         0～2；

碳酸钡                         0～2；

硼酸                           0～1；

氧化镁                         0～2；

氧化锌、碳酸钡、硼酸、氧化镁这4种组分的加入量之和在2～5之间；

氧化钛                         0～4；

氧化锆                         0～4；

氧化钛与氧化锆的加入量之和在3～5之间；

其中锂辉石尾矿的化学成分按重量百分比为：

二氧化硅SiO₂ ： 78～82；         三氧化二铝Al₂O₃ ： 8～12；

氧化锂Li₂O：   0.3～0.8；            氧化钠Na₂O： 0.5～3；

氧化钾K₂O：    0.2～4；              氧化钙CaO：  0.1～0.3；

氧化镁MgO ：  0.01～0.2；        三氧化二铁Fe₂O₃ ：0.1～0.5；

氧化锌ZnO：      0～0.1；            氧化钡BaO：  0.1～0.4；