[发明专利]韧性堇青石玻璃-陶瓷

权利要求书

1.一种具有高断裂韧性和低热膨胀系数的玻璃—陶瓷，该玻璃—陶瓷由包 含按重量％计的以下组分的组合物形成：

SiO₂                     35-50％

Al₂O₃                    10-35％

MgO                      10-25％

TiO₂                     7-20％

CaO                      最多至5％

SrO                      最多至10％

F                        最多至5％

前提是CaO和SrO之和为至少0.5％，其中玻璃—陶瓷包含具有联锁的第 一和第二晶相的微结构，所述晶相中至少一相是针状的。

2.如权利要求1所述的玻璃—陶瓷，其特征在于所述第一相包含六边形堇 青石。

3.如权利要求1所述的玻璃—陶瓷，其特征在于所述第二相为针状的，包 含钛酸盐。

4.如权利要求3所述的玻璃—陶瓷，其特征在于所述钛酸盐选自下组：钛 酸镁、钛酸铝和它们的组合。

5.如权利要求2所述的玻璃—陶瓷，其特征在于所述第一相占所述玻璃— 陶瓷的50-80体积％。

6.如权利要求1所述的玻璃—陶瓷，其特征在于所述针状相占所述玻璃— 陶瓷的8-20体积％。

7.如权利要求1所述的玻璃—陶瓷，其特征在于，所述玻璃—陶瓷包含最 多至20体积％的第三晶相，该晶相包含孪晶陶瓷化合物。

8.如权利要求7所述的玻璃—陶瓷，其特征在于，所述孪晶陶瓷化合物选 自下组：钙长石、Sr-长石、Ba-长石、顽辉石和铝顽辉石。

9.权利要求1所述的玻璃—陶瓷，其特征在于，所述玻璃—陶瓷包含最多 至20体积％的第三晶相，所述第三晶相选自下组：氟云母、氟闪石玻璃陶瓷、 块硅镁石、尖晶石、假蓝宝石、多铝红柱石、镁橄榄石和硬硅钙石。

10.如权利要求7所述的玻璃—陶瓷，其特征在于，所述玻璃—陶瓷包含 最多至20体积％的第三相。

11.如权利要求1所述的玻璃—陶瓷，其特征在于，所述玻璃—陶瓷在 25-1000℃温度范围的CTE为20-50 x 10^-7/℃，努普硬度大于800。

12.如权利要求1所述的玻璃—陶瓷，其特征在于，所述玻璃—陶瓷的杨 氏模量大于10GPa。

13.如权利要求1所述的玻璃—陶瓷，其特征在于，所述玻璃—陶瓷的断 裂韧性为2.5-6.0MPa.m^0.5。

14.一种形成增韧的堇青石玻璃—陶瓷制品的方法，该方法包括以下步骤：

a)掺混组合物，该组合物包含按重量％计的以下组分：35-50％的SiO₂， 10-35％的Al₂O₃，10-25％的MgO，7-20％的TiO₂，最多至5％的CaO、最多至10％ 的SrO和最多至5％的F，其中CaO和SrO之和至少为0.5％；

b)将组合物加热成流体玻璃；

c)使组合物形成具有要求的形状的成形体；

d)将该成形体冷却为固体玻璃；

e)将所述固体玻璃在1100-1300℃退火足够的时间，以达到至少85体积％ 的结晶度。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于所述成形步骤包括浇铸流体玻 璃。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法还包括对所述成形体 冷却之后但在进行退火之前的热处理，该热处理步骤包括在至少800℃加热所 述成形体1小时以上。