負膨脹系數微晶玻璃及其制備方法、玻璃制品及烹飪器具技術

本發明專利技術提供了負膨脹系數熱微晶玻璃及其制備方法、玻璃制品及烹飪器具，該微晶玻璃為Li

Glass ceramics with negative expansion coefficient and its preparation method, glass products and cooking utensils

【技術實現步驟摘要】
負膨脹系數微晶玻璃及其制備方法、玻璃制品及烹飪器具
本專利技術涉及材料
，具體涉及負膨脹系數微晶玻璃及其制備方法、玻璃制品及烹飪器具。
技術介紹
微晶玻璃，又稱陶瓷玻璃，具有玻璃和陶瓷的雙重特性，微晶玻璃由晶體組成，其原子排列有規律，因此，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，而又比玻璃韌性強。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優點，在建筑、室內裝飾、電器耐熱材料、大規模集成電路的底板材料、化工與防腐材料和礦山耐磨材料等領域具有廣泛的應用。日用微晶玻璃通常要求其具有較低的熱膨脹系數和較好的抗熱震性能，但隨著用戶要求越來越高，或者為了滿足一些特殊使用環境的要求(如為了避免較高的熱膨脹系數和較低的抗熱震溫度會導致需要在高溫環境下使用的微晶玻璃制品高溫遇水炸裂)，對微晶玻璃的熱膨脹系數和抗熱震性能提出更加嚴苛的要求，目前，如何實現熱膨脹系數更低，抗熱震性能更好的微晶玻璃是亟待解決的問題之一。
技術實現思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種具有負膨脹系數或者較好的抗熱震性能的微晶玻璃。在本專利技術的一個方面，本專利技術提供了一種負膨脹系數微晶玻璃。根據本專利技術的實施例，該微晶玻璃為Li2O-Al2O3-SiO2體系微晶玻璃，其中，基于所述微晶玻璃的總質量，所述微晶玻璃包括3wt％～5wt％的氧化鋰、1wt％～3wt％的氧化鋯和1wt％～1.5wt％的氧化鈉。專利技術人發現，引入上述含量范圍的氧化鋰和氧化鋯，可以更好的誘導微晶玻璃內生產更多的負膨脹晶相(即β-石英固溶體)，從而大大降低微晶玻璃的熱膨脹系數，使其實現負熱膨脹系數，進而顯著提高其抗熱震性能。引入上述含量的氧化鈉，可以作為助溶劑，使其他原料更好的熔融，同時能夠適當降低微晶玻璃熔體的黏度，便于加工成各種形狀，且較低的Na2O含量能夠防止對SiO2網絡成型體連接程度的破壞，從而得到致密的SiO2網絡成型體，進一步降低熱膨脹系數。根據本專利技術的實施例，所述微晶玻璃包括3.2wt％～4.5wt％的氧化鋰和1.5wt％～2.5wt％的氧化鋯。由此，可以誘導微晶玻璃內生成更多的負膨脹晶相，進一步降低微晶玻璃的熱膨脹系數，并提高其抗熱震性能。根據本專利技術的實施例，該微晶玻璃還包括：SiO2：50wt％～70wt％；Al2O3：15wt％～25wt％；CaO：0wt％～1wt％；K2O：0wt％～1wt％；MnO：0wt％～1wt％；Fe2O3：0wt％～1wt％；TiO2：1wt％～4wt％；BaO：1wt％～3wt％；Sb2O3：0wt％～1wt％；ZnO：0.5wt％～2wt％；以及P2O5：0wt％～1wt％。具有該成分和配比的微晶玻璃，相比傳統微晶玻璃，具有更多的負膨脹晶相，熱膨脹系數為負值，抗熱震性能大大提高，進而能夠顯著提高用戶體驗。根據本專利技術的實施例，該微晶玻璃在30攝氏度～500攝氏度溫度范圍內的熱膨脹系數大于或等于－2×10-6/K且小于0×10-6/K。由此，該微晶玻璃兼具較低的熱膨脹系數和較好的抗熱震性能，特別適于制備微電子、光學儀器以及家用電器如電磁爐面板等等中的玻璃部件，用戶體驗較佳。根據本專利技術的實施例，所述微晶玻璃在1100攝氏度～1300攝氏度溫度范圍內的高溫黏度為1.0×103Pa·S～1.0×106.6Pa·S。根據本專利技術的實施例，所述微晶玻璃中的晶粒呈顆粒狀。由此，能夠實現較小的晶粒尺寸和更均勻的晶粒尺寸分布。根據本專利技術的實施例，所述晶粒的粒徑為10～100納米，優選為10～50納米。由此，晶粒尺寸較小，微晶玻璃的透明度較高，熱膨脹系數較低，且抗熱震性能較佳。根據本專利技術的實施例，所述微晶玻璃的抗熱震溫度大于等于800攝氏度。從而能夠防止遇冷時產生爆炸或爆裂的危險，提高微晶玻璃的安全性能。在本專利技術的另一方面，本專利技術提供了一種制備前面所述的微晶玻璃的方法。根據本專利技術的實施例，該方法包括：將形成微晶玻璃的原料按照配方量混合，得到原料混合物；將所述原料混合物進行熔制，并將所述熔制的產物進行成型處理，得到坯體；對所述坯體依次進行退火處理、核化處理和晶化處理，得到所述微晶玻璃。由此，該方法步驟簡單、操作方便，且操作條件溫和，對設備要求不高，適于規模化生產，同時成本較低。根據本專利技術的實施例，所述將形成微晶玻璃的原料按照配方量混合是通過球磨處理和混料處理中的至少一種進行的。由此，原料混合的比較均勻，利于后續步驟的進行。根據本專利技術的實施例，所述熔制是將所述原料混合物以1℃/min～20℃/min的速率從室溫加熱至1500攝氏度～1700攝氏度，并保溫0.5小時～5小時。由此，能夠有效將原料混合物熔融，且原料混合物的黏度適宜，便于加工。根據本專利技術的實施例，所述成型處理包括壓延成型、壓制成型和澆注成型中的至少一種。由此，可以采用工藝成熟、操作方便的成型方法將微晶玻璃制成各種形狀，以滿足不同使用環境的使用要求，且易于實現規模化生產，成本較低。根據本專利技術的實施例，所述成型處理是將所述熔制的產物澆注至預先預熱至600攝氏度～700攝氏度的模具上，并將所述熔制物料壓制成預定形狀，得到坯體。由此，可以方便的將微晶玻璃制成需要的形狀，便于使用。根據本專利技術的實施例，所述退火處理是在600攝氏度～700攝氏度條件下熱處理2小時～10小時后隨爐冷卻至室溫。根據本專利技術的實施例，所述核化處理是在500攝氏度～700攝氏度條件下熱處理1小時～4小時。根據本專利技術的實施例，所述晶化處理是在700攝氏度～900攝氏度條件下熱處理1小時～4小時。由此，可以使得原子規則排列，玻璃內部形成細小的晶體，獲得強度較高、負熱膨脹系數和抗熱震性能較好的微晶玻璃。根據本專利技術的實施例，該方法還包括：對所述微晶玻璃件進行后處理，所述后處理包括去毛刺、拋光、倒角和絲印中的至少一種。由此，可以獲得表面光滑、平整、外觀更佳的或者具有滿足使用要求的微晶玻璃。在本專利技術的另一方面，本專利技術提供了一種玻璃制品。根據本專利技術的實施例，該玻璃制品的至少一部分是由前面所述的微晶玻璃構成的，或者是由前面所述的制備微晶玻璃的方法制備獲得的。由此，該玻璃制品具有較好的機械強度、負熱膨脹系數和較好的抗熱震性能。根據本專利技術的實施例，該玻璃制品滿足以下條件的至少一種：長徑比大于等于0.3，優選大于等于0.3且小于等于3；厚度為3毫米～8毫米，優選為3毫米～7毫米。由此，具有較佳的使用性能的同時，能夠方便的實現各種復雜的結構和形狀，滿足不同情況的使用要求，應用范圍大大擴展。根據本專利技術的實施例，該玻璃制品包括容器，一些具體實施例中，容器包括鍋具。由此，可以實現微晶玻璃容器，獲得具有更佳使用性能的玻璃容器。在本專利技術的另一方面，本專利技術提供了一種烹飪器具。根據本專利技術的實施例，該烹飪器具包括前面所述的玻璃制品。由此，該烹飪器具具有前面所述的玻璃制品的所有特征和優點，在此不再一一贅述。根據本專利技術的實施例，該烹飪器具包括電磁爐、微波爐、電飯煲、電壓力鍋、破壁機、料理機、絞肉機、原汁機、養本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種負膨脹系數微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃為Li

【技術特征摘要】
1.一種負膨脹系數微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃為Li2O-Al2O3-SiO2體系微晶玻璃，其中，基于所述微晶玻璃的總質量，所述微晶玻璃包括3wt％～5wt％的氧化鋰、1wt％～3wt％的氧化鋯和1wt％～1.5wt％的氧化鈉。


2.根據權利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃包括3.2wt％～4.5wt％的氧化鋰和1.5wt％～2.5wt％的氧化鋯。


3.根據權利要求2所述的微晶玻璃，其特征在于，基于所述微晶玻璃的總質量，所述微晶玻璃還包括：
SiO2：50wt％～70wt％；
Al2O3：15wt％～25wt％；
CaO：0wt％～1wt％；
K2O：0wt％～1wt％；
MnO：0wt％～1wt％；
Fe2O3：0wt％～1wt％；
TiO2：1wt％～4wt％；
BaO：1wt％～3wt％；
Sb2O3：0wt％～1wt％；
ZnO：0.5wt％～2wt％；以及
P2O5：0wt％～1wt％。


4.根據權利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃在在30攝氏度～500攝氏度溫度范圍內的熱膨脹系數大于或等于－2×10-6/K且小于0×10-6/K。


5.根據權利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，在1100攝氏度～1300攝氏度溫度范圍內的高溫黏度為1.0×103Pa·S～1.0×106.6Pa·S。


6.根據權利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃中的晶粒呈顆粒狀。


7.根據權利要求5所述的微晶玻璃，其特征在于，所述晶粒的粒徑為10納米～100納米，優選為10納米～50納米。


8.根據權利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃的抗熱震溫度大于等于800攝氏度。


9.一種制備權利要求1-8中任一項所述的微晶玻璃的方法，其特征在于，包括：
將形成微晶玻璃的原料按照配方量混合，得到原料混合物；
將所述原料混合物進行熔制，并將熔制的產物進行成型處理，得到坯體；
對所述坯體依次進行退火處理、核化處理...

【專利技術屬性】
技術研發人員：萬鵬，曹達華，陳煒杰，施江，何峰，屈雪平，楊玲，
申請(專利權)人：佛山市順德區美的電熱電器制造有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44