[发明专利]一种高透明高耐热微晶玻璃及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于玻璃生产制造技术领域，主要涉及一种热膨胀系数极低、透光率高的耐热系列微晶玻璃。

背景技术

高透明、高耐热微晶玻璃是近来兴起的一种新型玻璃系统，其中Li₂O-Al₂O₃-SiO₂(LAS)微晶玻璃凭借其优良的耐热冲击性、较高的强度和较低的甚至接近于零或负的热膨胀系数，在理论研究和工业化生产方面都取得了很大的成就。近来，LAS微晶玻璃已经成为继普通钠钙硅钢化玻璃、硼硅酸盐系列防火玻璃之后的又一新型高性能防火安全玻璃。

常规的钢化型钠钙硅玻璃以及低膨胀硼硅酸盐防火玻璃都存在一些本质上的缺陷，通过物理钢化的玻璃在遇火状态下会失去钢化效果，而它们的复合、中空型的防火玻璃也容易出现炸裂和变形，同时很难达到光学玻璃的要求，且存在很大的技术工艺难度要求。由于上述基础玻璃和强化工艺上的缺陷限制，无法达到真正意义上的多功能复合型安全玻璃。

LAS微晶防火玻璃是在化学组成中加入TiO₂、ZrO₂等晶核剂，玻璃熔化后再进行热处理，使析出微晶并均匀生长形成多晶体，这种玻璃具有良好的化学稳定性和力学性能，机械强度高，软化温度高，热膨胀系数小。目前市场上出现的锂铝硅透明微晶玻璃主要应用在耐热厨具和面板等领域，多为黑色、红棕色，材料多处于半透明(或乳浊)状态。事实证明，当TiO₂的添加量大于3％时，玻璃为淡黄色，晶化后为棕黄色。目前关于锂铝硅微晶玻璃的专利和产品报道均以TiO₂或TiO₂、ZrO₂复合为主形核剂，所谓的透明LAS微晶玻璃也不可避免的呈现淡黄色，更多情况下则使用着色剂使产品呈现黑色或红棕色。

如果要把具有优异低膨胀和高透光性能的锂铝硅微晶玻璃应用于防火安全玻璃以及其他精密光学(如激光导航、天文望远镜镜片等)高科技领域，制备无色高透明高耐热LAS微晶玻璃具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高透明、高耐热Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃，使其具有极低的甚至零的热膨胀系数和较高的可见光透光率，并可以使用目前常用玻璃成型工艺进行大规模工业化生产。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种无色高透明高耐热Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃，该微晶玻璃组成以重量百分比表示为：Li₂O：3.0～5.0％；Al₂O₃：20～24％；SiO₂：58～65％；Na₂O：0.5～1.0％；K₂O：0.5～1.0％；MgO：0.5～1.0％；BaO：1.0～2.0％；ZnO：1.0～2.0％；Ta₂O₅：2～4％；TiO₂：0～2％；ZrO₂：0～2％；P₂O₅：0.5～1％；Sb₂O₃：1～2％。

本发明所述的高透明高耐热Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃成分，便于熔化、澄清和成型加工性能的需要，适当增加了碱土金属氧化物，碱金属氧化物含量，同时引入氧化钽作为部分形核剂替换部分或全部二氧化钛。所选原料为工业纯级化工原料，要求各种微量金属杂质重量含量满足：(Fe₂O₃+Cr₂O₃+MnO₂)％＜0.05％。

一种无色高透明高耐热Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃的制备方法，其工艺流程包括：