[发明专利]一种低热膨胀系数玻璃陶瓷盘及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低热膨胀系数玻璃陶瓷盘及其制备方法，属于陶瓷材料领域。

背景技术

陶瓷玻璃又称微晶玻璃，是经过高温融化、成型、热处理而制成的一类晶相与玻璃相结合的复合材料，是玻璃在催化剂或晶核形成剂作用下结晶而成的多晶的新型硅酸盐材料，为晶相和残余玻璃相组成的质地致密、无孔、均匀的混合体。通常晶体的大小可自纳米至微米级，晶体数量可达50％～90％。具有高机械强度，低电导率，高介电常数，良好的机械加工性能、热稳定性等，被广泛用于日用器皿。随着科学技术的快速发展以及生活水平的不断提高，人们对玻璃陶瓷盘的质量和性能的要求也随之越来越高，目前国内市场上的玻璃陶瓷盘还存在着热膨胀系数高的缺点，在高温环境下容易膨胀爆裂，无法满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低热膨胀系数玻璃陶瓷盘及其制备方法，避免其在高温下发生膨胀爆裂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低热膨胀系数玻璃陶瓷盘，由以下重量份的原料制成：碎玻璃38-46、白垩粉10-15、河砂18-32、尖晶石14-26、滑石15-25、冰洲石8-16、方镁石10-15、坡缕石12-18、氢氧化铝5-10、碳酸钾3-5、氧化铈纳米中空球2.5-4.5、助剂4-6；

所述助剂是由以下重量份的原料混合而成：硝石粉2-4、焦炭粉1.5-2.5、酒石酸氢钾3-4、动物骨灰4-6、废砖粉2-4、碳酸镧1-2、草酸钇0.5-1、氮化镁3-5、电熔铝酸钙4-6；

一种低热膨胀系数玻璃陶瓷盘的制备方法，包括以下步骤：

(1)取河砂、尖晶石、滑石、冰洲石、方镁石、坡缕石混合均匀，粉碎，过100-150目筛，加适量的水打浆制成浓度为50-55％的浆液，然后用20％盐酸溶液调节浆液PH至5.5-6，微波处理15-25min，再用饱和氨水调节浆液PH至中性，1000-1500r/min高速研磨20-30min，再用20％氢氧化钠溶液调节浆液PH至8.5-9，超声波处理30-40min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，待用；

(2)取碎玻璃进行加热熔化，待碎玻璃完全变为熔融液后，加入步骤(1)制得的粉料，搅拌3-6min，再依次加入白垩粉、氢氧化铝、氧化铈纳米中空球、碳酸钾、助剂，边加入边搅拌，使全部物料完全熔化并混合均匀，得到母液；

(3)将母液注入成型模具中，制成大小不同规格的盘，然后将盘自然降温至560-620℃硬化后送入退火窑，保温15-20h；

(4)将退火后的盘进行热处理：先以4-6℃/min的速率升温至760-810℃，保温4-6min，再以2-4℃/min的速率升温至350-400℃，保温2-4min，空冷至常温，然后以3-5/min的速率升温至690-730℃，保温3-5min，再以2-4℃/min的速率降温至300-350℃，保温2-3min，空冷至常温，得到成品。

本发明的有益效果：

本发明通过尖晶石、冰洲石、方镁石、坡缕石等矿物在碎玻璃中充分分散，有效地降低了玻璃陶瓷盘的热膨胀系数，避免其在高温下发生膨胀爆裂，同时通过添加白垩粉、氢氧化铝、氧化铈纳米中空球等原料，可以提高玻璃陶瓷盘的耐热、耐候、抗热冲击等性能，整体提高了玻璃陶瓷盘的质量和经济效益。

具体实施方式

一种低热膨胀系数玻璃陶瓷盘，由以下重量(kg)的原料制成：碎玻璃44、白垩粉12、河砂24、尖晶石22、滑石20、冰洲石12、方镁石13、坡缕石16、氢氧化铝8、碳酸钾4、氧化铈纳米中空球3.5、助剂5；

所述助剂是由以下重量份的原料混合而成：硝石粉2.5、焦炭粉1.5、酒石酸氢钾3、动物骨灰5、废砖粉3、碳酸镧1.5、草酸钇0.8、氮化镁4、电熔铝酸钙4.5；

一种低热膨胀系数玻璃陶瓷盘的制备方法，包括以下步骤：

(1)取河砂、尖晶石、滑石、冰洲石、方镁石、坡缕石混合均匀，粉碎，过100目筛，加适量的水打浆制成浓度为52％的浆液，然后用20％盐酸溶液调节浆液PH至5.8，微波处理20min，再用饱和氨水调节浆液PH至中性，1200r/min高速研磨25min，再用20％氢氧化钠溶液调节浆液PH至8.6，超声波处理35min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，待用；