[发明专利]一种硅酸钾玻璃的制备方法

说明书

本发明公开的一种硅酸钾玻璃的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：将正硅酸乙酯、水和乙醇置于容器中混合为均相溶液，然后在搅拌条件下依次加入盐酸和KCl溶液，得到混合液；步骤2：将混合液放入到烘箱中进行恒温处理28～30h；步骤3：混合液形成凝胶后，降低烘箱温度，并进行恒温处理50～60h，得到硅酸钾玻璃半成品；步骤4：硅酸钾玻璃半成品从烘箱中取出置于坩埚中，将坩埚置于温度为200～300℃的烘箱中，然后将烘箱温度升至500～600℃，恒温处理2～3h后，关闭烘箱，待硅酸钾玻璃半成品在烘箱中冷却至室温后取出，即得到硅酸钾玻璃，其纯度与均匀度高，且制备方法简单，对生产设备要求较低。

技术领域

本发明属于钾玻璃制备技术领域，具体涉及一种硅酸钾玻璃的制备方法。

背景技术

硅酸钾玻璃又称钾玻璃，是K₂SiO₃和SiO₂的固熔体。与钠玻璃相比，钾玻璃的热膨胀系数较小，较难熔化，较难受化学药品的侵蚀，可用于制作特殊的化学仪器等。

长期以来，玻璃和光学纤维玻璃的制备大多使用传统的熔融-冷却法。采用该方法制备玻璃所需要的生产设备昂贵，并且制备的钾玻璃纯度及均匀度较低，无法达到要求。除此之外，利用熔融-冷却法无法制备特殊结构及高熔点的玻璃材料，受到了极大的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅酸钾玻璃的制备方法，解决了现有技术制备的钾玻璃纯度和均匀度低以及生产设备成本高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种硅酸钾玻璃的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：将正硅酸乙酯、水和乙醇置于容器中混合为均相溶液，然后在搅拌条件下依次加入盐酸和KCl溶液，得到混合液；

步骤2：将步骤1得到的混合液放入到烘箱中进行恒温处理28～30h；

步骤3：经步骤2处理的混合液形成凝胶后，降低烘箱温度，并进行恒温处理50～60h，得到硅酸钾玻璃半成品；

步骤4：将步骤3得到的硅酸钾玻璃半成品从烘箱中取出置于坩埚中，将坩埚置于温度为200～300℃的烘箱中，然后将烘箱温度升至500～600℃，恒温处理2～3h后，关闭烘箱，待硅酸钾玻璃半成品在烘箱中冷却至室温后取出，即得到硅酸钾玻璃。

本发明的特点还在于，

在步骤1中，正硅酸乙酯、水和乙醇的体积比为1：6～8：4～5。

在步骤1中，盐酸的浓度为0.1～0.5mmol/l，KCl溶液的浓度为0.1～0.5mmol/l。

在步骤1中，盐酸与正硅酸乙酯的体积比为1：1～2，所述KCl溶液与正硅酸乙酯的体积比为1：100～120。

在步骤2中，烘箱的温度为60～80℃。

在步骤3中，烘箱温度为40～50℃。

在步骤4中，烘箱的升温速度为10℃/min。

本发明的有益效果是，本发明一种硅酸钾玻璃的制备方法，在水和乙醇混合液中将正硅酸乙酯、盐酸，KCl溶液通过溶胶-凝胶法进行化学反应并经过煅烧生成KSiO₄玻璃，用该方法还能够制备高熔点和特殊结构的玻璃材料，得到的硅酸钾玻璃具有纯度高、均匀度高的特点，且制备方法简单，对生产设备要求较低，成本较低。

附图说明

图1是本发明方法制备的硅酸钾玻璃的红外光普图；

图2是本发明方法制备的硅酸钾玻璃的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。