[发明专利]高析晶微晶玻璃及其制备方法和可加工陶瓷制品

说明书

高析晶微晶玻璃及其制备方法和可加工陶瓷制品，其中该玻璃包括质量份为0.2~5份锐钛矿型二氧化钛和质量份为95~99.8份的云母玻璃。该玻璃采用锐钛矿型二氧化钛作为成核剂，实现异质结晶，提升了玻璃析晶比例，进一步的采用长径比二氧化钛，使得析晶玻璃沿着长径比二氧化钛，增加了断裂裂纹的扩展速率，从而抗弯强度等力学性能增强；再者由于云母玻璃中含有Zn和B元素，不仅使得熔制温度降低，且降低玻璃的软化点，机械加工热极容易使玻璃达到软化点而软化，形成粘滞加工，提升加工性能。特别适用于汽车、军工、航空航天、精密仪器、医疗设备、电真空器件、电子束暴光机、纺织机械、传感器、质谱仪和能谱仪等领域的应用。

技术领域

本发明涉及微晶玻璃制备技术领域，具体涉及高析晶微晶玻璃及其制备方法和可加工陶瓷制品。

背景技术

可加工微晶玻璃特别适合汽车、军工、航空航天、精密仪器、医疗设备、电真空器件、电子束暴光机、纺织机械、传感器、质谱仪和能谱仪等。加工性微晶玻璃陶瓷最突出的特性是可用标准金属加工工具和设备进行车、铣、刨、磨、锯、切和攻丝等加工，是一般95瓷、氮化硅瓷等绝缘材料无法比拟的。微晶玻璃加工性能类似于铸铁，它能加工成各种形状复杂、精度要求高的产品。微晶玻璃虽系脆硬材料，但只要合理地确定加工工艺路线及装夹方式，注意加工方法，准确地选择切削量，在一般设备上公差等级可控制在IT7级，光洁度达到0.5微米，加工精度控制在0.005毫米。如加工设备优良，操作工技术熟练，则精度可达μ级。对于一些薄壁的线圈骨架，精密仪器的绝缘支架，形状复杂等精度要求高的器件，微晶玻璃陶瓷更为适用，它可加工成任意形状，具有普通陶瓷无可比拟的优势。但其也存在抗弯强度低，断裂韧性低的特性，与金属材料相比，加工效率低，加工难度大、良率低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，提供一种高析晶微晶玻璃，该玻璃包括质量份为0.2~5份锐钛矿型二氧化钛和质量份为95~99.8份的云母玻璃。

优选的，锐钛矿型二氧化钛的长径比为5~10。

优选的，锐钛矿型二氧化钛短轴尺寸为0.5~2.5μm。

优选的，高析晶微晶玻璃包括质量百分比为0.5~3%份锐钛矿型二氧化钛和质量百分比为为97~99.5%的云母玻璃。

优选的，云母玻璃为SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-MgO-Na2O-F组分玻璃。

优选的，SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-MgO-Na2O-F玻璃中各组分质量份数为40~50份的SiO2、3~9份的Al2O3、7~15份MgO、3~6份F、5~9份Na2O、10~20份B2O3、18~36份ZnO。

本发明另外一目的是提供一种高析晶微晶玻璃的制备方法，该方法包括以下步骤：

a）制备云母玻璃粉体；

b）将质量份为0.2~5份锐钛矿型二氧化钛粉体和质量份为95~99.8份的云母玻璃粉体混合均匀；

c）将混合粉体成型并烧结得到玻璃陶瓷块体。

优选的，步骤a）中制备云母玻璃粉体制备方法为将质量份数为40~50份的SiO2、3~9份的Al2O3、2.5~8.7份MgO、4.9~9.8份MgF2、5~9份Na2O、10~20份B2O3、18~36份ZnO混合均匀后在1200~1350℃熔制水淬并研磨成粉；

优选的，步骤b）的制备方法为：将包括质量百分比为0.5~3%份锐钛矿型二氧化钛和质量百分比为为97~99.5%的云母玻璃采用湿法混合均匀；

优选的，步骤c）中的烧结过程的烧结温度为550℃~850℃，烧结时间30min~4h。

优选的，步骤b）中锐钛矿型二氧化钛的长径比为5~10，锐钛矿型二氧化钛短轴尺寸为0.5~2.5μm。