[发明专利]从玻璃制备制品的方法以及所制备的玻璃陶瓷制品

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US 02/24523，国际申请日为2002年8月2日，进入中国国家阶段的申请号为02815126.7，发明名称为“从玻璃制备制品的方法以及所制备的玻璃陶瓷制品”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及通过聚结(coalescing)许多玻璃颗粒制造制品的方法。所述制品的例子包括厨房用具(如盘子)、牙托(dental bracket)以及增强纤维、切削工具嵌衬、磨料以及内燃机的结构部件(如阀门和轴承)。

背景技术

现在已知大量的玻璃和玻璃陶瓷组合物。大部分氧化物玻璃体系使用了著名的玻璃-前体(glass-former)(如SiO₂、B₂O₃、P₂O₅、GeO₂、TeO₂、As₂O₃和V₂O₅)来帮助形成玻璃。使用这些玻璃前体形成的一些玻璃组合物可通过加热处理来形成玻璃陶瓷。使用这些玻璃前体形成的玻璃和玻璃-陶瓷的使用上限温度通常小于1200℃，通常约700-800℃。玻璃-陶瓷相比形成它们的玻璃来说更耐高温。

尽管通过熔融和快速淬火能够得到许多处于无定形状态的金属氧化物，但是由于需要非常高的淬火速率来提供无定形而不是结晶材料，因此其大多数不能形成大或复杂的形状。通常，这些体系在随后的再加热过程中相对于结晶作用非常不稳定，因此它们不能表现出玻璃通常具有的性质(如粘流)。另一方面，基于已知的网状形成氧化物(如SiO₂和B₂O₃)的玻璃通常在再加热过程中对于结晶作用具有较好的稳定性，因此，容易达到产生粘流的工作范围。现有技术已知可以在高于玻璃转变温度的温度下通过粘性烧结，由已知的玻璃(如SiO₂和B₂O₃)粉末来形成大的制品。例如，在磨料工业中，磨轮是通过用玻璃粘结剂把磨料颗粒粘结在一起制成的。

现在需要提供包括非常规玻璃和玻璃-陶瓷组合物的大制品和/或复杂形状的制品。

发明内容

本发明提供了一种从玻璃制备制品的方法。任选地，所述制品可以是两种或多种不同玻璃组合物或制剂的复合物。在一些实例中，玻璃任选进行加热处理来使玻璃至少部分结晶。

本发明的一个实例提供了一种从玻璃制备制品的方法，它包括：

提供一种具有外表面的基材(如陶瓷、金属、金属互化物(intermetallic)以及它们的复合物)；

提供至少一种第一玻璃(如片、颗粒(包括微球体)以及纤维)，其中所述第一玻璃包括至少两种不同的金属氧化物(即金属氧化物具有不同的阳离子)，其中所述第一玻璃具有T_g和T_x，所述第一玻璃的T_g和T_x之差至少是5K(甚至至少10K，至少15K，至少20K，至少25K，至少30K，或至少35K)，所述第一玻璃包含小于20重量％SiO₂(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％SiO₂)、小于20重量％B₂O₃(甚至小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％，或者0重量％B₂O₃)以及小于40重量％P₂O₅(甚至小于35重量％、小于30重量％、小于25重量％、小于20重量％、小于15重量％、小于1重量％、小于5重量％，或者0重量％P₂O₅)；

将所述第一玻璃加热至高于T_g的温度，以使至少一部分玻璃湿润基材的至少一部分外表面；以及