[发明专利]一种铯铷钾单片防火玻璃及制备方法

权利要求书

1.一种铯铷钾单片防火玻璃，本发明从玻璃的防火角度出发，其特征在于在精磨后的玻璃表面进行铯、铷、钾离子交换，经过热处理提高玻璃的力学性能和耐火性能。

2.根据权利要求1所述的一种铯铷钾单片防火玻璃，其特征在于熔盐质量配比如下：

       硝酸钾                    86～93份

   硝酸铯                      2～3份        

   硝酸铷                  0.1～0.3份

氧化铝                      1～5份

氧化硼                  0.5～2.5份

氟化钾                    0.5～2份

氢氧化钾                0.5～1.5份

碳酸钾                    0.5～1份

磷酸钾                    0.5～2份。

3.根据权利要求2所述的一种铯铷钾单片防火玻璃，其特征在于加入了硝酸铷和硝酸铯的混合熔盐，其中硝酸铷的用量不得超过硝酸钾和硝酸铯的用量。

4.根据权利要求2所述的一种铯铷钾单片防火玻璃，其特征在于熔盐进行离子交换时是分两次进行的，第一次离子交换的熔盐为硝酸钾、硝酸铷、氟化钾和氢氧化钾的混合物，第二次离子交换的熔盐为硝酸钾、硝酸铯、氧化铝、氧化硼、碳酸钾和磷酸钾的混合物。

5.根据权利要求1所述的铯铷钾单片防火玻璃，其特征在于热处理分为预热、低温以及高温，低温为320℃，保温时间为1h，然后升温到360℃，保温时间为1h；高温为500℃，保温时间为3h，

一种铯铷钾单片防火玻璃的制备方法，其特征在于：

第一步：样品的预处理，选取浮法玻璃一片，四周和表面精磨后，用水反复清洗3遍，以保证玻璃表面的清洁，玻璃洗净后与熔盐皿一起放入烘干箱中干燥，温度设定为50℃，干燥时间为30min；

第二步：样品的预热，预热的目的在于防止由于玻璃片与熔盐温差过大，而导致玻璃片开裂或炸裂；

预热是将玻璃片置于熔盐皿中，熔盐皿中放入部分熔盐，包括氟化钾、氢氧化钾、硝酸铷和部分硝酸钾，在电阻炉中加热，预热温度和时间为：200℃保温15min；

玻璃片预处理的同时，剩下的全部熔盐放入另一个熔盐皿中一同加热；

第三步：第一次离子交换，

将温度提升到320℃，并保温1h，此时为硝酸铷的熔融温度，在氟化钾和氢氧化钾的侵蚀下，玻璃表面结构松散，表面的Na⁺与熔盐中的Rb⁺进行了离子交换，

再将温度提升到360℃，并保温1h，此时熔盐中的硝酸钾熔融，K⁺进入玻璃表面；

第四步：第二次离子交换，

将玻璃移入另一个熔盐皿中，将温度升至500℃，并保温3小时，在这个熔盐皿中存在大量的K⁺和Cs⁺，离子交换继续进行，由于玻璃表面此时存在大量的Cs⁺、Rb⁺和K⁺，Rb⁺填补了Cs⁺和K⁺之间的空隙，并且根据混合碱效应的原理，玻璃的性能得到大幅度的增强；

第五步：冷却；

关闭电阻炉电源，玻璃经离子交换后与电阻炉一同冷却至室温。