[发明专利]一种含钴蓝色微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含钴的蓝色微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

微晶玻璃是由特定成分组成的基础玻璃在一定温度下控制结晶而制得的多晶复合材料，其中锂铝硅系(Li₂O-Al₂O₃-SiO₂，简称LAS)微晶玻璃作为微晶玻璃中的一个重要品种，因其具有超低膨胀、高强度、耐高温、耐热冲击等特性，而被广泛用于制造天文望远镜、炊具、餐具、高温电光源玻璃、电磁炉面板、微电子技术用基板、实验室用加热器具、高温热交换器、代石英玻璃、高温窗、雷达天线罩、建筑装饰等领域。

蓝色微晶玻璃不仅具有一般微晶玻璃的优越性能，而且蓝色色泽华丽、极具视觉诱惑力，特别适合于家用电器配套以及建筑装潢，与其他家用电器及装饰匹配性很好，有望代替原先单一的微晶玻璃产品，成为高档电器以及建筑物装潢的主要材料，满足个性化需求。

目前，尚未见蓝色微晶玻璃制品的研究与生产报道。关于锂铝硅微晶玻璃，在公开号CN 1306946A、1495144A、1054957A、1607191A、1333194A、1005710B、1486947A、1054957A、1597586A、专利号97104801.0等各个公报中，公开了锂铝硅系微晶玻璃及其制造方法。但上述专利未涉及微晶玻璃的着色特别是蓝色着色的报道。

另外，在目前现有的锂铝硅微晶玻璃制备中，玻璃的熔制温度高，大多在1550～1650℃，且核化、晶化等热处理也偏高，多在800～1000℃或更高，这对玻璃熔炉的寿命和基础玻璃性质产生影响，而且对热处理炉的要求较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高强耐热的含钴的蓝色微晶玻璃及其制备方法，采用该方法能降低熔化温度和热处理温度。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种含钴的蓝色微晶玻璃，该微晶玻璃由基础玻璃和一氧化钴组成，一氧化钴与基础玻璃的重量比为0.001～0.1％；基础玻璃由以下重量百分含量的成分组成：二氧化硅62％，氧化锂8.2％，氧化铝18％，氧化镁、氧化锌、氧化钡、氧化硼均为0.7％，氧化钛4.5％，氧化钾2％，氧化钠1％和三氧化二锑1.5％。

本发明还同时提供了上述含钴的蓝色微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：

1)、将组成基础玻璃的成分和一氧化钴均匀混合并经球磨处理，得原料；

2)、将原料经1380℃～1450℃熔制4～5小时，得玻璃液；

3)、将玻璃液倒入模具中成型，将成形后的玻璃在480～520℃下退火0.8～1.2小时，然后冷却至室温；接着再于600℃～750℃热处理1.8～2.2小时，制备得含钴的蓝色微晶玻璃。

本发明的含钴的蓝色微晶玻璃及其制备方法，是在发明人经过仔细研究和大量实验后才获得的。本发明所提供的着色剂是CoO，钴是第四周期第VIII族的副族元素；在本发明中，Co元素以四配位的Co²⁺存在，其吸收带由540nm、690nm和640nm的三个分裂带和一条位于1400nm、1600nm和1800nm的红外分裂带组成，从而使玻璃呈蓝色。而且，钴在玻璃中着色稳定。

在本发明中，由二氧化硅62％、氧化锂8.2％和氧化铝18％形成锂铝硅玻璃的基础玻璃体系组分；与目前现有的锂铝硅玻璃主要体系组分相比，本发明提高了氧化锂的含量，并增加MgO、ZnO、BaO、B₂O₃等助熔剂成分，从而使熔制温度有所下降，只需要1380～1450℃即可实现高温熔制，降低了熔制成本。

与此同时，氧化锂成分的增加，在TiO₂晶核剂成分的作用下，还促进含锂晶相如β-锂辉石(Li₂O·Al₂O₃·nSiO₂，n≥4)的析出，从而降低微晶玻璃的热处理温度，本发明的微晶玻璃的热处理温度为600℃～750℃，低于常规微晶玻璃100℃～200℃。

本发明的微晶玻璃的主晶相为β-锂辉石(Li₂O·Al₂O₃·nSiO₂，n≥4)，晶体形状为球状，蓝色稳定、纯正、均匀，在30～700℃范围内热膨胀系数为10×10^-7/℃左右，抗折强度为110MPa左右，耐侵蚀级别达到GB6582-1。

具体实施方式

以下实施例中的份均代表重量份。