[发明专利]一种轻质石英玻璃杯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质石英玻璃杯，其特征在于：由以下重量份的组分构成：石英砂100‑120份、纳米硅粉10‑15份、碳酸钙1‑2份、硼砂1‑3份、蓝晶石0.5‑1份、硝酸钾1‑2份、硝酸钠1‑2份、玻璃纤维0.5‑1份、氟化钠0.2‑0.5份、稀土氧化物0.01‑0.05份。本发明通过在主料石英砂中加入一定量的纳米硅粉，以减轻玻璃杯的重量，而玻璃纤维和稀土氧化物可以增加玻璃杯的韧性，以及提高耐骤冷骤热；蓝晶石、硝酸钾、硝酸钠等提高玻璃杯的透光性和光亮度。

技术领域

本发明涉及玻璃杯技术领域，尤其涉及一种轻质石英玻璃杯及其制备方法。

背景技术

玻璃按成分分为非氧化物玻璃和氧化物玻璃，氧化物玻璃分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。硅酸盐玻璃指基本成分为Si0₂的玻璃，是一种无色的透明材料，产量最大，用途最广、价格低廉，常按玻璃中Si0₂以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量，又分为：1.石英玻璃：石英玻璃指Si0₂含量在98-99.9％之间的玻璃，该玻璃热膨胀系数低，耐高温，化学稳定性好，透紫外光和红外光，熔制温度高、粘度大，缺点是成型较难；2.钠钙玻璃；3.铅硅酸盐玻璃；4.铝硅酸盐玻璃；5.硼硅酸盐玻璃。对于石英玻璃缺陷也很明显，相对较重、易碎，不能承受骤冷骤热，因此需要对石英玻璃进行改进，得到一种轻质、韧性强的玻璃。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种轻质石英玻璃杯，解决了石英玻璃杯成品较重、易碎、不耐骤冷骤热等问题。

根据本发明提出的一种轻质石英玻璃杯，由以下重量份的组分构成：石英砂100-120份、纳米硅粉10-15份、碳酸钙1-2份、硼砂1-3份、蓝晶石0.5-1份、硝酸钾1-2份、硝酸钠1-2份、玻璃纤维0.5-1份、氟化钠0.2-0.5份、稀土氧化物0.01-0.05份。

在本发明的一些实施例中，由以下重量份的组分构成：石英砂110份、纳米硅粉12份、碳酸钙1.5份、硼砂2份、蓝晶石0.8份、硝酸钾1.5份、硝酸钠1.5份、玻璃纤维0.8份、氟化钠0.4份、稀土氧化物0.03份。

在本发明的另一些实施例中，所述纳米硅粉的粒径在1-4nm。

在本发明的另一些实施例中，所述稀土氧化物为三氧化二铈、二氧化铈、氧化铈或氧化钇中的一种或多种混合物。

一种轻质石英玻璃杯的制备方法，具体步骤如下：

S1：将碳酸钙、硼砂、蓝晶石、硝酸钾、硝酸钠、氟化钠放入混合机内混合，再加入到超声分散机内超声分散30-45min，得混合A料；

S2：将混合A料放入球磨机内，再加入石英砂、纳米硅粉、玻璃纤维、氟化钠、稀土氧化物，进行球磨，球料质量比5:1，球磨1-3h；

S3：将球磨后物料送入到熔炉，在1700-1750℃下，保温熔融5-10h，得玻璃熔融体；

S4：将玻璃熔融体送入成型机，制成玻璃杯，然后降温到500-550℃，放入退火炉内退火，退火后，自然冷却至常温；

S5：冷却后玻璃杯送入钢化箱钢化，得成品。

在本发明的另一些实施例中，所述步骤步骤S3中，熔炉熔化原料时，在气相氟源的气体下熔化，所述气相氟源选自氟化氢、氟化氮、氟化硫、氟化烃中一种或多种混合物。

在本发明的另一些实施例中，所述玻璃熔融体送入成型机内成型后，进行缓慢降温，降温速率为5-8℃/min，降温到500-550℃，保温30-45min，退火炉内温度350℃-450℃，退火2-3h。