[发明专利]一种微晶玻璃管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃管及其制备方法，特别涉及一种耐磨、耐腐蚀、高强微晶玻璃管及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步和各行各业的迅猛发展，对具备不同性能的管材的需求量越来越大。如矿山输送矿石、电厂输送粉煤灰需要耐磨损的管材；石油天然气化工等行业需要耐腐蚀管材；自来水行业需要卫生管材。海底通讯电缆需要防渗漏耐腐蚀管材。高档楼堂馆所，需要大型漂亮的装饰管材，等等。目前，市场上出现的各种管材，其综合性能较差，难以满足上述使用要求。如耐腐蚀钢管，其造价较高且耐磨性较差。再如，陶瓷内衬复合钢管，其耐磨性较好，但由于陶瓷内部含有大量微裂纹，耐腐蚀较差，不能用来做输送石油、天然气或水的管道。再如，PVC管道，它的强度和耐温性抗老化性都较差。

发明内容

针对现有的微晶玻璃管存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种耐磨、耐腐蚀、高强微晶玻璃管。

本发明的另一目的在于提供一种耐磨、耐腐蚀、高强微晶玻璃管的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种微晶玻璃管，该微晶玻璃管含有以下重量份数的化学成分：SiO₂60.0～72.0份，Al₂O₃20.0～24.0份，Li₂O 3.6～4.5份，TiO₂1.0～5.0份，MgO 0～3.0份，ZnO 1.0-4.0份，NH₄NO₃1.0-4.0份，BaO 0～2.0份，ZrO₂1.0-4.0份，CaO 0-1.0份，Na₂O 0-1.0份，P₂O₅0-2.0份。

Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃具有低膨胀特性，另外还具有高刚性、表面超平滑性等优良特性。Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃在制造大型尺寸的成型品时，在热处理并析出晶体的工序、或生长晶体的工序中，存在易产生裂纹、或易破坏的问题。本发明以Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系为基础，通过向基础玻璃(Li₂O+Al₂O₃+SiO₂)中添加合适的改性成分，进而调整微晶玻璃的工艺性能，提高微晶玻璃的膨胀系数、可切削性、耐腐蚀性。

如果要求一种微晶玻璃具有高的抗热冲击能力，则要求其热膨胀系数必须尽可能的低，以便把材料中有温度应力造成的应变降至最低。在设计含有低膨胀晶相的微晶玻璃时，应避免选用倾向于富集在残余玻璃相中以及能提高其热膨胀系数的组分。因此一般应该避免用超过形成低膨胀锂铝硅酸盐晶体所需的过剩Li₂O，或是避免含量相当高又不参加晶相得其他碱金属氧化物的存在。本发明中，尽量降低Li₂O的含量，同时尽量减少其他碱金属氧化物的加入量，以尽量提高微晶玻璃的抗热震性。

影响微晶玻璃的可切削性的主要因素是组织结构和晶化率，为了保持微晶玻璃优异的热稳定性，本发明中的Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃组织主要是β-石英固溶体和少量的β-锂辉石固溶体。在此前提下，微晶玻璃中的晶体含量越高，微晶玻璃的可切削性越好，为了提高微晶玻璃中的晶体含量。在成分上，本发明中的Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃主要依靠增加形核剂(ZrO₂和TiO₂)的数量、以及调控ZrO₂/TiO₂比来实现提高微晶玻璃的晶化率，从而提高微晶玻璃的可切削性。

一种微晶玻璃管的制备方法，包含以下步骤：