[发明专利]玻璃相中分布有纳米晶体团簇的微晶玻璃及其制备方法

权利要求书

1.一种玻璃相中分布有纳米晶体团簇的微晶玻璃，其特征在于：所述微晶玻璃的化学组分的重量百分比为：35-65％SiO₂、10-30％CaO、3-15％Al₂O₃、3-15％MgO、0-5％Na₂O、0-5％K₂O、2-5％B₂O₃、1-8％CaF₂、5-15％Fe₂O₃、0.01-5％Cr₂O₃和0.1-8％REO，所述纳米晶体团簇的尺寸为1-5nm；所述REO是稀土氧化物La₂O₃、CeO₂中的一种或两种混合；所述微晶玻璃包括玻璃相，所述玻璃相为纯石英玻璃。

2.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于：所述纳米晶体团簇的组成元素包括Si、O、Ca、Mg、Al、Fe、RE和Na；所述RE为La和Ce中的一种或两种。

3.根据权利要求2所述的微晶玻璃，其特征在于：所述纳米晶体团簇消化了玻璃相中具有破坏Si-O键的Ca、Mg、Al、RE、Fe和Na阳离子，使得玻璃相中仅包含SiO₂，将微晶玻璃的玻璃相净化为纯石英玻璃。

4.制备权利要求1至3任一项所述的微晶玻璃的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)按重量百分含量称取主要原料，各主要原料的重量百分含量为：40-60％尾矿、10-20％粉煤灰、10-25％SiO₂、5-10％CaO、0-5％硼砂、1-6％CaF₂、0.01-5％Cr₂O₃和0.1-8％REO；

(2)将上述主要原料研磨至40目以下，然后在1400-1500℃下熔融，澄清、均匀后浇铸成型，制备出基础玻璃样品；

(3)将上述基础玻璃样品在500-650℃下退火2-4小时后随炉冷却至室温；

(4)基础玻璃样品退火冷却后在600-700℃下核化2-4小时；

(5)将核化后的玻璃样品在800-900℃下晶化2-4小时后随炉冷却；

(6)制备得到包括主晶相为辉石相且玻璃相中分布有所述纳米晶体团簇的微晶玻璃。

5.根据权利要求4所述的制备微晶玻璃的方法，其特征在于：所述尾矿选择白云鄂博尾矿。

6.一种提高CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO系微晶玻璃机械强度的方法，其特征在于：在采用熔融法制备微晶玻璃的原料中添加原料重量的0.1-8％的稀土氧化物，稀土氧化物的加入使得微晶玻璃的玻璃相中产生纳米晶体团簇，纳米晶体团簇中包含了除Si、O元素外的易使SiO₂断键的Ca、Mg、Al、Fe、RE和Na元素，增加了玻璃相中Si-O的桥氧键的链接，使微晶玻璃的玻璃相净化为纯石英玻璃，从而提高微晶玻璃的机械性能，所述稀土氧化物是La₂O₃和CeO₂中的一种或两种混合，所述RE为La和Ce中的一种或两种。