夾絲微晶玻璃及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃領(lǐng)域，尤其涉及一種夾絲微晶玻璃及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃作為一種重要的材料被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。人們一直在努力研制高強(qiáng)度、高耐磨的新型玻璃、陶瓷及微晶玻璃等。微晶玻璃是由特定組成的基礎(chǔ)玻璃玻璃在可控條件下進(jìn)行晶化熱處理，在玻璃基質(zhì)上生成一種或多種晶體，使原來(lái)單一、均勻的玻璃相物質(zhì)轉(zhuǎn)變成由微晶相和玻璃相交織在一起的多相復(fù)合材料。微晶玻璃種類眾多，其中，經(jīng)眾多研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在R20-Ca0-Si02-F系統(tǒng)的微晶玻璃中通過(guò)受控晶化可以得到硅堿鈣石這樣一種重要的晶相，由于硅堿鈣石系統(tǒng)的微晶玻璃含有大量各向異性晶體及相互交錯(cuò)的特殊微觀結(jié)構(gòu)，其斷裂韌性為4.8-5.2MPa.m1/2，彎曲強(qiáng)度可達(dá)300MPa，是迄今為止韌性較高的微晶玻璃。
[0003]針對(duì)微晶玻璃的制備工藝，目前已有的壓延工業(yè)微晶板材或澆注微晶材料是以化工原料或金屬尾礦為原料，經(jīng)熔化、壓延/澆注成型、核化、晶化、退火等工藝，形成一種高強(qiáng)度、高耐磨、耐腐蝕的新型工業(yè)材料和建筑材料，尤其在工業(yè)防護(hù)材料領(lǐng)域，微晶玻璃已大量替代不銹鋼、鑄鐵、鑄石、耐酸磚、花崗巖、大理石及高分子密度板等，粘貼在金屬外殼內(nèi)形成耐磨產(chǎn)品，或直接貼在砼溝槽內(nèi)壁，廣泛應(yīng)用于煤炭、鋼鐵、電力、化工及有色冶金等行業(yè)的料倉(cāng)、漏斗、溜槽、刮板機(jī)及表面處理等部位和造紙行業(yè)紙漿脫水設(shè)備，具有耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、耐沖擊及易施工等特點(diǎn)。
[0004]微晶玻璃作為一類即具玻璃性能又具陶瓷性能的復(fù)合材料，其耐沖擊性仍不能滿足在高沖擊及高疲勞條件下的破壞損耗和壽命要求。如料倉(cāng)、溜槽等使用過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)物料中的大塊顆粒或硬塊在高速下落或高速?zèng)_擊時(shí)，微晶襯板或者微晶防護(hù)材料易出現(xiàn)破裂甚至脫落，影響整個(gè)設(shè)備的使用壽命；尤其是采用微晶材料作為水泥/礦山行業(yè)球磨機(jī)襯板或者溜槽防護(hù)材料時(shí)，工作環(huán)境極度苛刻，需要承受長(zhǎng)期的物料沖刷和疲勞沖擊，目前現(xiàn)有微晶產(chǎn)品難以滿足較高耐沖擊性、抗折性以及較長(zhǎng)使用壽命的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種夾絲微晶玻璃及其制備方法，主要目的是提高微晶玻璃的抗沖擊性，避免在高沖擊條件下整體斷裂。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供了如下技術(shù)方案:
[0007]—方面，本發(fā)明提供了一種夾絲微晶玻璃，包括微晶玻璃基體，所述微晶玻璃基體的內(nèi)部設(shè)置有金屬絲網(wǎng)。
[0008]作為優(yōu)選，所述微晶玻璃基體為R20-Ca0-Si02-F系統(tǒng)的硅堿鈣石微晶玻璃，所述R20-Ca0-Si02-F系統(tǒng)的硅堿鈣石微晶玻璃具有致密的板條交錯(cuò)狀的微觀結(jié)構(gòu)。
[0009]作為優(yōu)選，所述R20-Ca0-Si02-F系統(tǒng)的硅堿鈣石微晶玻璃由如下質(zhì)量百分含量的組分組成:
[0010]Si0260% -65%, CaO 15% -18%, R20 12% -15%, Al2032% -3%, F 2% _4%，其他 2% -5% ；
[0011 ]所述 R20 為 Na20 和 / 或 K20。
[0012]作為優(yōu)選，所述金屬絲網(wǎng)為平面結(jié)構(gòu)或三維結(jié)構(gòu)；所述金屬絲網(wǎng)的材質(zhì)為不銹鋼、普通碳素鋼或合金。
[0013]作為優(yōu)選，平面結(jié)構(gòu)的所述金屬絲網(wǎng)為至少一層。
[0014]作為優(yōu)選，所述合金為在20°C _300°C條件下熱膨脹系數(shù)為6X 10 6_10X 10 6/k的鐵鎳系合金。
[0015]作為優(yōu)選，所述金屬絲網(wǎng)的原絲直徑為0.;所述金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)孔呈方形、六角形或菱形；所述網(wǎng)孔的外接圓的直徑為5mm-15mm。
[0016]另一方面，本發(fā)明提供了上述夾絲微晶玻璃的制備方法，將金屬絲網(wǎng)嵌入所述基礎(chǔ)玻璃料中得到熱處理預(yù)備體，對(duì)所述熱處理預(yù)備體進(jìn)行熱處理，再降至室溫得到所述夾絲微晶玻璃。
[0017]作為優(yōu)選，將基礎(chǔ)玻璃破碎或?qū)⑺龌A(chǔ)玻璃熔融并水淬，篩選出粒度< 3mm的顆粒狀的基礎(chǔ)玻璃料，將所述顆粒狀的基礎(chǔ)玻璃料和所述金屬絲網(wǎng)放入燒制模具中，所述金屬絲網(wǎng)嵌于所述顆粒狀的基礎(chǔ)玻璃料中，得到所述熱處理預(yù)備體；
[0018]或?qū)⑺鲱w粒狀的基礎(chǔ)玻璃料經(jīng)球磨過(guò)篩后得到100目以上的粉末和陶瓷粘結(jié)劑混合造粒得到粒度為0.的粉粒狀的基礎(chǔ)玻璃料，利用壓制模具將嵌有所述金屬絲網(wǎng)的所述粉粒狀的基礎(chǔ)玻璃料壓制成塊后并脫模得到所述熱處理預(yù)備體；
[0019]或?qū)⑺龌A(chǔ)玻璃熔融得到熔融態(tài)的基礎(chǔ)玻璃料，將所述熔融態(tài)的基礎(chǔ)玻璃料澆注于已經(jīng)在400°C -500°C預(yù)熱過(guò)的放置有所述金屬絲網(wǎng)的澆注模具內(nèi)，所述熔融態(tài)的基礎(chǔ)玻璃料降溫至900°C以下固化后并脫模得到所述熱處理預(yù)備體。
[0020]作為優(yōu)選，將由所述顆粒狀的基礎(chǔ)玻璃料和金屬絲網(wǎng)制備的所述熱處理預(yù)備體放入帶有氮?dú)?、氬氣及氫氣中的至少一種氣氛控制的高溫設(shè)備中，以10°C /min的速度升溫至1050°C _1150°C并保溫 10min-30min，以 5°C /min 的速度降溫至 800°C _850°C并保溫 lh_2h，再以5°C /min的速度降溫至室溫，經(jīng)脫模后即得到夾絲微晶玻璃；
[0021]或?qū)⒂伤龇哿畹幕A(chǔ)玻璃料和金屬絲網(wǎng)制備的所述熱處理預(yù)備體放入帶有氮?dú)?、氬氣及氫氣中的至少一種氣氛控制的高溫設(shè)備中，以10°c /min速度升溫至340 V -360 V并保溫30min-60min，以10 V /min速度升溫至640 V -660 V并保溫30min_60min，以 10°C /min 速度升溫至 950°C -100CTC并保溫 30min_60min，以 5°C /min 速度降溫至室溫即得到所述夾絲微晶玻璃；
[0022]或?qū)⒂伤鋈廴趹B(tài)的基礎(chǔ)玻璃料和金屬絲網(wǎng)制備的所述熱處理預(yù)備體放入熱處理溫度為550 °C -600 °C的高溫設(shè)備中并保溫0.5h-lh，以10 °C /min速度升溫至650 °C -750 °C 并保溫(λ 5h-2h，以 5°C /min 速度升溫至 815 °C -850 °C 并保溫(λ 5h_2h，以5°C /min速度降溫至室溫即得到所述夾絲微晶玻璃。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0024]本發(fā)明針對(duì)微晶玻璃的抗沖擊性及受高沖擊易整體斷裂的技術(shù)問(wèn)題，采用在所述微晶玻璃內(nèi)部設(shè)置金屬絲網(wǎng)的技術(shù)手段，達(dá)到了提高微晶玻璃的整體抗沖擊強(qiáng)度，避免微晶玻璃在高沖擊條件下整體斷裂或塊狀脫落及延長(zhǎng)微晶玻璃使用壽命的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種夾絲微晶玻璃結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種夾絲微晶玻璃結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記:1，微晶玻璃基體2，金屬絲網(wǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖以及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】、技術(shù)方案、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。下述說(shuō)明中的多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組入口 ο
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種夾絲微晶玻璃，包括微晶玻璃基體1和設(shè)置于上述微晶玻璃基體1內(nèi)部的金屬絲網(wǎng)2。
[0030]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述微晶玻璃基體1可以是硅酸鹽系統(tǒng)、鋁硅酸鹽系統(tǒng)、硼硅酸鹽系統(tǒng)、硼酸鹽系統(tǒng)或磷酸鹽系統(tǒng)的微晶玻璃。
[0031]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述微晶玻璃基體1可以是鈣鋁硅系統(tǒng)、鎂鋁硅系統(tǒng)或鉀鋁硅系統(tǒng)的微晶玻璃；更優(yōu)的，上述微晶玻璃基體是R20-Ca0-Si02-F系統(tǒng)的硅堿鈣石微晶玻璃，并且上述R20-Ca0-Si02-F系統(tǒng)的硅堿鈣石微晶玻璃具有致密的板條交錯(cuò)狀的微觀結(jié)構(gòu)，具有該微觀結(jié)構(gòu)的微晶玻璃抗沖擊強(qiáng)度高，斷裂韌性較佳。
[0032]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述R20-Ca0-Si02-F系統(tǒng)的硅堿鈣石微晶玻璃按質(zhì)量百分比計(jì)其組分為:Si0260%-65%，CaO 15% -18%, R20 12%-15%，Al2032 %-3%，F(xiàn)2% -4%,其他2% -5% ;其中，R20是Na20、K20或Na20與K20的混合物，上述其他組分為過(guò)渡金屬氧化物、稀土金屬氧化物或礦物雜質(zhì)，上述其他組分也可以是具有著色性質(zhì)的物質(zhì)，可用于給微晶玻璃著色。
[0033]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上