[发明专利]一种高强度石英玻璃杯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强度石英玻璃杯及其制备方法，所述高强度石英玻璃杯由以下重量份的原料制成：石英砂75‑95份、氧化铝晶须1.5‑5份、绢云母3‑6份、锂瓷石0.5‑5份、叶腊石0.5‑2份、碳酸钙5‑13份、硅酸锆0.5‑1份、硼砂2‑6份、稀土氧化物0.001‑0.05份；本发明中各原料配比合理，经过研磨、混合、高温熔化、成型加工、退火、钢化处理，并合理设置各温度及时间参数，使制得的石英玻璃杯具有优异的强度、抗热震性，不易摔碎，可耐骤冷骤热，且色泽美观，表面光滑，使玻璃杯的使用范围更广，同时延长了玻璃杯的使用寿命。

技术领域

本发明涉及玻璃技术领域，具体涉及一种高强度石英玻璃杯及其制备方法。

背景技术

玻璃按成分分为非氧化物玻璃和氧化物玻璃，氧化物玻璃分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。硅酸盐玻璃指基本成分为SiO₂的玻璃，是一种无色的透明材料，产量最大，用途最广、价格低廉，常按玻璃中SiO₂以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量，又分为石英玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃。

在日常生活中，时常会使用到石英玻璃杯盛装各种液体。但普通的玻璃杯缺陷非常明显：①强度低，若不小心掉落在地面上即可破碎；②不能承受温度的骤冷骤热，有时在气温较低的环境下，往玻璃杯中倒入热水时，玻璃杯就会炸裂。上述弊端严重影响了玻璃杯的使用范围。随着人们对玻璃杯质量要求的不断提高，因此玻璃杯的高精密加工要求越来越高，传统的玻璃配方和工艺越来越显得力不从心，渐渐无法跟上与满足日益进步的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度石英玻璃杯及其制备方法，制得的石英玻璃杯具有优异的强度、抗热震性，不易摔碎，可耐骤冷骤热，且色泽美观，表面光滑，使玻璃杯的使用范围更广，同时延长了玻璃杯的使用寿命。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高强度石英玻璃杯，由以下重量份的原料制成：石英砂75-95份、氧化铝晶须1.5-5份、绢云母3-6份、锂瓷石0.5-5份、叶腊石0.5-2份、碳酸钙5-13份、硅酸锆0.5-1份、硼砂2-6份、稀土氧化物0.001-0.05份。

优选地，所述高强度石英玻璃杯由以下重量份的原料制成：石英砂78份、氧化铝晶须4份、绢云母4份、锂瓷石3.5份、叶腊石1份、碳酸钙8份、硅酸锆0.8份、硼砂4份、稀土氧化物0.01份。

优选地，所述稀土氧化物为氧化铈或氧化钇。

本发明上述高强度石英玻璃杯的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量配比称取各原料，将除氧化铝晶须以外的各原料送入球磨机中，在球磨机中球磨3-5h，得混合粉料；将混合粉料与氧化铝晶须置于高速混合机中混合均匀，得混合料；

(2)将步骤(1)中的混合料送入熔炉中于1700-1730℃下高温熔化，保持此温度10-13h，得到玻璃熔融体；

(3)将玻璃熔融体冷却至1500-1520℃，送入成型机，制成玻璃杯，先降温至720-750℃，保温10-15min，再将玻璃杯自然降温至420-450℃，硬化后转移至400-420℃的退火炉中，先降温至320-350℃，保温30-40min，再降温至220-260℃，保温1.5-2h，空冷至室温；

(4)将经退火处理后的玻璃杯进行钢化处理。

优选地，所述步骤(1)中，球料质量比为5.5-7：1，球磨机转速为200-300r/min。

优选地，所述钢化处理的具体步骤为：将经退火处理后的玻璃杯送入355-375℃的钢化炉中预热1-1.5h，将玻璃杯升温至580-620℃，保温25-35min，将玻璃杯移出钢化炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃杯的两面，使其迅速均匀地冷却至室温。