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首页 / 专利分类库 / 玻璃;矿棉或渣棉 / 锂硅玻璃、强化玻璃及其制备方法与应用

玻璃、强化玻璃及其制备方法与应用

申请号 CN202211171597.7 申请日 2022-09-26 公开(公告)号 CN117800593A 公开(公告)日 2024-04-02
申请人 清远南玻节能新材料有限公司; 咸宁南玻光电玻璃有限公司; 中国南玻集团股份有限公司; 发明人 平文亮; 肖子凡; 康庆伟; 刘红刚; 王明忠; 王琰; 陈峰; 赵北玉;
摘要 本 发明 涉及一种锂 硅 玻璃、强化玻璃及其制备方法与应用。该锂硅玻璃,按照 质量 百分比计,包括:SiO2 69%~76%、Al2O3 0~9%、K2O 0~4.5%、MgO 0~2%、Na2O 0~5%、Li2O 9%~16%、ZrO2 0~5.2%、B2O3 0~1%、P2O5 2%~4.5%、CaO 0~4%及ZnO 0~3%;锂硅玻璃中含有 纳米晶 核,纳米晶核的晶相包括二 硅酸 锂。通过组分的合理配比,上述锂硅玻璃在经过化学强化后具有较高的可见光透过率、较高的 软化 温度 、较高 弹性模量 及较高的强化应 力 ,具有较好的耐火性能。
权利要求

1.一种锂玻璃,其特征在于,按照质量百分比计,其组分包括:
其中,所述锂硅玻璃中含有纳米晶核,所述纳米晶核的晶相包括二硅酸锂。
2.根据权利要求1所述的锂硅玻璃,其特征在于,所述纳米晶核的晶相还包括方石英、透锂辉石、透锂长石、β‑锂辉石及硅灰石中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的锂硅玻璃,其特征在于,所述纳米晶核的体积占比a满足:0<a<1%。
4.根据权利要求1所述的锂硅玻璃,其特征在于,所述锂硅玻璃满足(1)~(8)中的至少一个条件:
(1)所述锂硅玻璃中SiO2的质量百分比为70%~73%;
(2)所述锂硅玻璃中Al2O3的质量百分比为2.5%~8%;
(3)所述锂硅玻璃中K2O的质量百分比为0~1%;
(4)所述锂硅玻璃中Na2O的质量百分比为0~4%;
(5)所述锂硅玻璃中Li2O的质量百分比为9.8%~13.4%;
(6)所述锂硅玻璃中ZrO2的质量百分比为1.5%~4.8%;
(7)所述锂硅玻璃中CaO的质量百分比为0~1.5%;
(8)所述锂硅玻璃中ZnO的质量百分比为0~1.5%。
5.根据权利要求1~4所述的锂硅玻璃,其特征在于,所述锂硅玻璃满足(1)~(4)中的至少一个条件:
‑7 ‑7
(1)所述锂硅玻璃的热膨胀系数为89×10 /℃~107×10 /℃;
(2)所述锂硅玻璃的软化温度为575℃~645℃;
(3)所述锂硅玻璃的弹性模量为78GPa~85GPa;
(4)所述锂硅玻璃的可见光透过率≥90%。
6.一种锂硅玻璃的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
根据权利要求1~5任一项所述的锂硅玻璃的组分称取原料;
将所述原料混合,熔制,制备玻璃液;
将所述玻璃液成型,退火,制备前体玻璃;及
将所述前体玻璃热处理,制备所述锂硅玻璃。
7.一种强化玻璃,其特征在于,由权利要求1~5任一项所述的锂硅玻璃经过化学强化处理得到。
8.根据权利要求7所述的强化玻璃,其特征在于,所述强化玻璃满足(1)~(5)中的至少一个条件:
(1)所述强化玻璃的表面应值CS为684MPa~1058MPa;
(2)所述强化玻璃的应力深度Dol‑Na为136μm~182μm;
(3)所述强化玻璃在明火灼烧后的软化温度为865℃~940℃;
(4)所述强化玻璃在明火灼烧后的弹性模量为92GPa~102Gpa;
(5)所述强化玻璃的耐火时间≥4h。
9.一种强化玻璃的制备方法,其特征在于,包括以下步骤制备权利要求7或8所述的强化玻璃:
将所述锂硅玻璃在熔融盐中进行强化处理;按照质量百分比计,所述熔融盐包括0~
15%的硝酸钠及85%~100%的硝酸
10.权利要求7或8所述的强化玻璃在制备防火玻璃中的应用。

说明书全文

玻璃、强化玻璃及其制备方法与应用

技术领域

[0001] 本发明涉及玻璃制品技术领域,具体涉及一种锂硅玻璃、强化玻璃及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 防火玻璃,在防火时的作用主要是控制火势的蔓延或隔烟,是一种措施型的防火材料,其防火的效果以耐火性能进行评价。它是经过特殊工艺加工和处理,在规定的耐火试验中能保持其完整性和隔热性的特种玻璃。市面上主流的单片防火玻璃包括铯防火玻璃、硅酸盐防火玻璃及微晶防火玻璃。铯钾防火玻璃具有较高的强度,但受到热冲击容易发生爆裂;硼硅酸盐防火玻璃的热膨胀系数较低,耐热冲击性好;但玻璃的强度较低;微晶防火玻璃具有较高的强度及耐火性能,但可见光透过率较低,限制了微晶防火玻璃应用。

发明内容

[0003] 基于此,有必要提供一种透过率较高、耐火性能较好的的锂硅玻璃、强化玻璃及其制备方法与应用。
[0004] 本发明的一个方面,提供了一种锂硅玻璃,按照质量百分比计,其组分包括:
[0005]
[0006]
[0007] 其中,所述锂硅玻璃中含有纳米晶核,所述纳米晶核的晶相包括二硅酸锂。
[0008] 在其中一些实施例中,所述纳米晶核的晶相还包括方石英、透锂辉石、透锂长石、β‑锂辉石及硅灰石中的至少一种。
[0009] 在其中一些实施例中,所述纳米晶核的体积占比a满足:0<a<1%。
[0010] 在其中一些实施例中,所述锂硅玻璃满足(1)~(8)中的至少一个条件:
[0011] (1)所述锂硅玻璃中SiO2的质量百分比为70%~73%;
[0012] (2)所述锂硅玻璃中Al2O3的质量百分比为2.5%~8%;
[0013] (3)所述锂硅玻璃中K2O的质量百分比为0~1%;
[0014] (4)所述锂硅玻璃中Na2O的质量百分比为0~4%;
[0015] (5)所述锂硅玻璃中Li2O的质量百分比为9.8%~13.4%;
[0016] (6)所述锂硅玻璃中ZrO2的质量百分比为1.5%~4.8%;
[0017] (7)所述锂硅玻璃中CaO的质量百分比为0~1.5%;
[0018] (8)所述锂硅玻璃中ZnO的质量百分比为0~1.5%。
[0019] 在其中一些实施例中,所述锂硅玻璃满足(1)~(4)中的至少一个条件:
[0020] (1)所述锂硅玻璃的热膨胀系数为89×10‑7/℃~107×10‑7/℃;
[0021] (2)所述锂硅玻璃的软化温度为575℃~645℃;
[0022] (3)所述锂硅玻璃的弹性模量为78GPa~85GPa;
[0023] (4)所述锂硅玻璃的可见光透过率≥90%。
[0024] 第二方面,本发明还提供了一种锂硅玻璃的制备方法,包括以下步骤:
[0025] 根据上述第一方面的锂硅玻璃的组分称取原料;
[0026] 将所述原料混合,熔制,制备玻璃液;
[0027] 将所述玻璃液成型,退火,制备前体玻璃;及
[0028] 将所述前体玻璃热处理,制备所述锂硅玻璃。
[0029] 第三方面,本发明还提供了一种强化玻璃,由上述第一方面的锂硅玻璃经过化学强化处理得到。
[0030] 在其中一些实施例中,所述强化玻璃满足(1)~(5)中的至少一个条件:
[0031] (1)所述强化玻璃的表面应值CS为684MPa~1058MPa;
[0032] (2)所述强化玻璃的应力深度Dol‑Na为136μm~182μm;
[0033] (3)所述强化玻璃在明火灼烧后的软化温度为865℃~940℃;
[0034] (4)所述强化玻璃在明火灼烧后的弹性模量为92GPa~102Gpa;
[0035] (5)所述强化玻璃的耐火时间≥4h。
[0036] 第四方面,本发明还提供了一种强化玻璃的制备方法,包括以下步骤制备上述第三方面的强化玻璃:
[0037] 将所述锂硅玻璃在熔融盐中进行强化处理;按照质量百分比计,所述熔融盐包括0~15%的硝酸钠及85%~100%的硝酸钾。
[0038] 第五方面,本发明还提供了上述第三方面的强化玻璃在制备防火玻璃中的应用。
[0039] 上述的锂硅玻璃组分包括特定含量配比的化硅、氧化锂及五氧化二磷,且锂硅玻璃中含有纳米晶核,纳米晶核的晶相包括二硅酸锂。通过组分的合理配比,上述锂硅玻璃具有较高的透过率,在经过化学强化后具有较高的可见光透过率、较高的软化温度、较高弹性模量及较高的强化应力,具有较好的耐火性能。

具体实施方式

[0040] 为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0041] 除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0042] 本发明中,以开放式描述的技术特征中,包括所列举特征组成的封闭式技术方案,也包括包含所列举特征的开放式技术方案。如果没有特别的说明,本发明所提到的“包括”和“包含”表示开放式,也可以是封闭式。例如,所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分,也可以仅包括或包含列出的组分。
[0043] 本发明中,涉及到数值区间,如无特别说明,上述数值区间内视为连续,且包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地,当范围是指整数时,包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特性时,可以合并该范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0044] 本发明中涉及的百分比含量,如无特别说明,对于固液混合和固相‑固相混合均指质量百分比,对于液相‑液相混合指体积百分比。
[0045] 本发明中涉及的百分比浓度,如无特别说明,均指终浓度。所述终浓度,指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。
[0046] 本发明中的温度参数,如无特别限定,既允许为恒温处理,也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动
[0047] 本发明的一个方面,提供了一种锂硅玻璃,按照质量百分比计,其组分包括:
[0048]
[0049] 其中,锂硅玻璃中含有纳米晶核,纳米晶核的晶相包括二硅酸锂。
[0050] 上述的锂硅玻璃组分包括特定含量配比的氧化硅、氧化锂及五氧化二磷,且锂硅玻璃中含有纳米晶核,纳米晶核的晶相包括二硅酸锂。纳米晶核是指粒径尺寸≤1nm的晶核。纳米晶核具有较小的粒径尺寸,锂硅玻璃仍然呈现玻璃相的属性,因而具有较高的透过率。纳米晶核在遇火受热后能够快速析晶,提升玻璃的软化温度及机械强度,尤其适用于制备防火玻璃。通过组分的合理配比,上述锂硅玻璃在经过化学强化后具有较高的可见光透过率、较高的软化温度、较高弹性模量及较高的强化应力,具有较好的耐火性能。
[0051] 在其中一些实施例中,纳米晶核的晶相还包括方石英、透锂辉石、透锂长石、β‑锂辉石及硅灰石中的至少一种。
[0052] 在其中一些实施例中,纳米晶核的体积占比a满足:0<a<1%。纳米晶核的体积占比在上述范围内,体积占比较小,锂硅玻璃主要表现出玻璃相的属性,具有较高的可见光透过率。
[0053] SiO2是网络形成体氧化物,是形成玻璃骨架所必需的成分,它能提高玻璃的强度、化学稳定性等,可以使玻璃获得更高的应变点,和较低的热膨胀系数。SiO2的含量过低,热膨胀系数提升过大,成形和耐化学性会降低,有结晶化趋势;SiO2的含量过高,玻璃熔化和澄清温度会更高,并且粘度上升,难以使玻璃均质化,不利于玻璃成型工艺制造。因此,在发明实施方式中,SiO2的质量百分比为69%~76%。可选地,锂硅玻璃中SiO2的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%或者76%。进一步地,锂硅玻璃中SiO2的质量百分比为70%~73%。
[0054] Al2O3也可稳定网络,且还提供改善的机械性能和化学耐久性。在本发明实施方式中,锂硅玻璃中Al2O3的质量百分比为0~9%。可选地,锂硅玻璃中Al2O3的质量百分比为以下任意数值组成的范围内0、1%、2%、2.5%、3%、4%、5%、6%、7%、8%或者9%。进一步地,锂硅玻璃中Al2O3的质量百分比为2.5%~8%。
[0055] Li2O是形成纳米晶核晶相的组成之一,还作为助溶剂以及增强离子交换能力的组分。在本发明实施方式中,锂硅玻璃中Li2O的质量百分比为9%~16%。可选地,锂硅玻璃中Li2O的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:9%、9.8%、10%、11%、12%、13%、13.4%、14%、15%或者16%。进一步地,锂硅玻璃中Li2O的质量百分比为9.8%~13.4%。
[0056] Na2O的作用与Li2O类似,在锂硅玻璃中作为助溶剂及增强离子交换能力的组分。在本发明实施方式中,锂硅玻璃中Na2O的质量百分比为0~5%。可选地,锂硅玻璃中Na2O的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:0、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或者5%。进一步地,锂硅玻璃中Na2O的质量百分比为0~4%。
[0057] K2O的作用Na2O接近,在玻璃中可作为助溶剂,但K2O过多会降低Na‑K离子交换的动力。在本发明实施方式中,锂硅玻璃中K2O的质量百分比为0~4.5%。可选地,锂硅玻璃中K2O的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:0~4.5%。进一步地,锂硅玻璃中K2O的质量百分比为0~1%。
[0058] MgO是一种网络外体氧化物,MgO有助于降低玻璃熔点,在高温时能降低玻璃的粘度,促进玻璃的熔化和澄清,在低温下可以增强玻璃网络空间的稳定性,一定程度上可以降低玻璃的热膨胀系数。在本发明实施方式中,锂硅玻璃中MgO的质量百分比为0~2%。可选地,锂硅玻璃中MgO的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:0、0.1%、0.2%、0.4%、0.5%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.6%、1.8%或者2%。
[0059] ZnO的作用与MgO类似,有利于降低玻璃高温粘度,修饰玻璃结构体,提高玻璃强度和化学稳定性。在本发明实施方式中,锂硅玻璃中ZnO的质量百分比为0~3%。可选地,锂硅玻璃中ZnO的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:0、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%或者3%。进一步地,锂硅玻璃中ZnO的质量百分比为0~1.5%。
[0060] CaO的作用与MgO类似,在本发明实施方式中,锂硅玻璃中CaO的质量百分比为0~4%。可选地,锂硅玻璃中CaO的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:0、0.5%、1%、
1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%或者4%。进一步地,锂硅玻璃中CaO的质量百分比为0~
1.5%。
[0061] ZrO2作为常用的成核剂加入。ZrO2可通过在形成过程中显著降低玻璃失透以及降低液相线温度,来提高锂硅玻璃体系的稳定性。在本发明实施方式中,锂硅玻璃中ZrO2的质量百分比为0~5.2%。可选地,锂硅玻璃中ZrO2的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:0、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、4.8%、5%或者5.2%。进一步地,锂硅玻璃中ZrO2的质量百分比为1.5%~4.8%。
[0062] P2O5可用作成核剂来促进玻璃成核。在本发明实施方式中,锂硅玻璃中P2O5的质量百分比为2%~4.5%。可选地,锂硅玻璃中P2O5的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:2%、2.5%、3%、3.5%、4%或者4.5%。
[0063] B2O3有助于提供具有低熔融温度的锂硅玻璃,并且能够促进纳米晶核的形成。在本发明实施方式中,锂硅玻璃中B2O3的质量百分比为0~1%。可选地,锂硅玻璃中B2O3的质量百分比为以下任意数值组成的范围内:0、0.2%、0.4%、0.5%、0.6%、0.8%或者1%。
[0064] 在其中一些实施例中,锂硅玻璃的50℃~500℃热膨胀系数为89×10‑7/℃~107×‑710 /℃。
[0065] 在其中一些实施例中,锂硅玻璃的软化温度为575℃~645℃。
[0066] 在其中一些实施例中,锂硅玻璃的弹性模量为78GPa~85Gpa。锂硅玻璃的弹性模量的弹性模量在上述范围内,锂硅玻璃的机械强度较佳。
[0067] 在其中一些实施例中,锂硅玻璃的可见光(400nm~800nm)透过率≥90%。锂硅玻璃的可见光透过率在上述范围内,锂硅玻璃呈现透明外观。
[0068] 本发明另一实施方式还提供了一种锂硅玻璃的制备方法,包括以下步骤S110~S140。
[0069] S110:根据锂硅玻璃的组分称取原料。
[0070] S120:将原料混合,熔制,制备玻璃液。
[0071] 在其中一些实施例中,熔制的温度为1500℃~1600℃;熔制的时间为4h~10h。
[0072] S130:将玻璃液成型,退火,制备前体玻璃。
[0073] 在其中一些实施例中,成型的工艺包括浮法成型、狭缝下拉法成型、溢流法成型、下拉法成型、平拉法成型、引上法成型及延压成型中的一种。
[0074] S140:将前体玻璃热处理,制备锂硅玻璃。
[0075] 在其中一些实施例中,热处理的温度为560℃~680℃;热处理的时间为4h~8h。进一步地,热处理的温度为570℃~650℃;热处理的时间为4h~8h。
[0076] 本发明另一实施方式还提供了一种强化玻璃,由上述锂硅玻璃经过化学强化处理得到。
[0077] 上述强化玻璃具有较好的表面应力值及较大的应力深度,强化玻璃的耐热冲击性较好。
[0078] 在其中一些实施例中,强化玻璃的表面应力值CS为684MPa~1058MPa。进一步地,强化玻璃的表面应力值CS为785MPa~994MPa。强化玻璃的表面应力值CS在上述范围内,强化玻璃具有较好的耐热冲击性,避免强化玻璃受热炸裂。
[0079] 在其中一些实施例中,强化玻璃的应力深度Dol‑Na为136μm~182μm。进一步地,强化玻璃的应力深度Dol‑Na为153μm~178μm。强化玻璃的应力深度Dol‑Na在上述范围内,强化玻璃表面具有合适厚度的应力层,强化玻璃具有较好的耐热冲击性。
[0080] 上述强化玻璃由上述的锂硅玻璃经过化学强化制备得到,玻璃体中含有纳米晶核,在受明火灼烧后,强化玻璃受热会快速析出晶相,从而强化玻璃的软化温度及弹性模量会进一步提升,具有较好的耐火性能。
[0081] 在其中一些实施例中,强化玻璃在明火灼烧后的软化温度为865℃~940℃。进一步地,强化玻璃在明火灼烧后的软化温度为872℃~934℃。强化玻璃在明火灼烧后的软化温度在上述范围内,软化温度较高,强化玻璃在较长时间的灼烧下不易软化坍塌,耐火性能较好。
[0082] 在其中一些实施例中,强化玻璃在明火灼烧后的弹性模量为92GPa~102Gpa。进一步地,强化玻璃在明火灼烧后的弹性模量为97GPa~102Gpa。强化玻璃在明火灼烧后析出晶相,强化玻璃的弹性模量也有提升,具有较佳的机械强度。
[0083] 在其中一些实施例中,强化玻璃的耐火时间≥4h。进一步地,强化玻璃的耐火时间≥5h。
[0084] 本发明另一实施方式还提供了上述强化玻璃的制备方法,包括以下步骤S210。
[0085] S210:将锂硅玻璃在熔融盐中进行强化处理。按照质量百分比计,熔融盐包括0~15%的硝酸钠及85%~100%的硝酸钾。
[0086] 在其中一些实施例中,强化处理的温度为380℃~420℃;强化处理的时间为2h~6h。
[0087] 本发明另一实施方式还提供了上述第三方面的强化玻璃在制备防火玻璃中的应用。
[0088] 以下为具体实施例。
[0089] 将实施例1~12、对比例1~6按照表1~表3中设计组分配料,经充分混合均匀后,用铂金坩埚在1500℃~1600℃熔制8h,同时用铂金搅拌桨搅拌,待抽出搅拌桨后,降温至1300℃~1400℃,保温2H均化,浇铸到质模具上形成80*160mm左右大小的玻璃,模具浇铸前预热到450℃,玻璃块硬化后立即转移至退火炉中退火,保温2h,然后6小时后降温140℃,自然冷却,取出后备用。
[0090] 将上述玻璃样品经560℃~680℃,保温4h~8h进行预核化处理,在经过沈阳科晶的STX‑1203线切割机切割成140*140*6mm的玻璃片,经深圳海德的HD‑640‑5L双面研磨抛光机减薄抛光后,经耐驰Classic 402PC热膨胀仪测试其50℃~500℃的热膨胀系数,并按照国标GB/T‑28195‑2011的方法测定玻璃软化温度。美国PerkinElmer公司的Lambda950紫外可见光分光光度计测试其400nm~800nm波长范围的透过率。采用JC/T 687‑1997(2007)《玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法》测试玻璃的弹性模量。测试结果记录在表1~表3中。
[0091] 将上述经过预核化处理的玻璃样品在0~15wt%硝酸钠和85wt%~100wt%的硝酸钾混合溶液中,380℃~420℃浸泡2h‑6h进行化学强化处理。通过日本折原工业有限公司SLP2000和FSM‑6000LE表面应力计进行测试表面压应力CS(Mpa)和应力深度Dol‑Na(μm)。测试结果记录在表1~表3中。
[0092] 使用天然气枪灼烧上述强化玻璃的中心区域,实测火焰与玻璃接触面的温度在900℃~950℃,经过不同的时间灼烧后,观察玻璃破裂或严重变形的程度,记录耐火失效时间;将灼烧≥3小时后的样品中心区域切割成φ5*30mm样品,将上述灼烧耐火测试后的析晶样品切割成成20*20mm,通过布鲁克的X射线衍射仪Bruker D8 advance测试其晶相种类,并按照上述测试方法测试其50℃~500℃的热膨胀系数、软化温度、透过率及弹性模量。记录在表4~表6中。
[0093] 表1
[0094]
[0095] 表2
[0096]
[0097]
[0098] 表3
[0099]
[0100]
[0101] 表4
[0102]
[0103] 表5
[0104]
[0105]
[0106] 表6
[0107]
[0108] 从表1~表6相关数据可以看出,实施例1~6的锂硅玻璃,按照质量百分比计,组分包括:SiO2 69%~75.44%、Al2O3 0~8.97%、K2O 0~4.39%、MgO 0~0.5%、Na2O 0~5%、Li2O 9%~15.4%、ZrO2 0~5.2%、B2O3 0~0.5%、P2O5 2%~4.37%、CaO 0~3.75%及ZnO 0~2.92%;锂硅玻璃中含有纳米晶核,纳米晶核的晶相包括二硅酸锂,还可选地包括方石英、透锂辉石、透锂长石、硅灰石及β‑锂辉石中的至少一种。实施例1~6的锂硅玻璃在‑7 ‑750~500℃的热膨胀系数为89.4×10 ℃~107×10 ℃,软化温度为575℃~642℃,弹性模量为79GPa~84GPa,可见光透过率为90.8%~91%。实施例1~6经过化学强化处理制备的强化玻璃的表面应力值CS为684MPa~1058MPa,应力深度Dol‑Na为136μm~182μm。实施例1‑7 ‑7
~6的强化玻璃经过灼烧后,在50~500℃的热膨胀系数为80.4×10 ℃~98.4×10 ℃,软化温度为865℃~962℃,弹性模量为92GPa~102GPa,可见光透过率为78.6%~90.2%。强化玻璃的耐火失效时间≥4小时。
[0109] 实施例7~12的锂硅玻璃,按照质量百分比计,组分包括:SiO2 70%~73%、Al2O3 2.6%~8.4%、K2O 0~1.5%、MgO 0~2%、Na2O 0~4%、Li2O 9.8%~13.4%、ZrO2 1.5%~4.8%、B2O3 0~1%、P2O5 2%~4.4%、CaO 0~1.5%及ZnO 0~1.5%;锂硅玻璃中含有纳米晶核,纳米晶核的晶相包括二硅酸锂,还可选地包括方石英、透锂长石及β‑锂辉石中的‑7
至少一种。实施例7~12的锂硅玻璃在50~500℃的热膨胀系数为89.5×10 ℃~98.2×10‑7
℃,软化温度为583℃~635℃,弹性模量为78GPa~83GPa,可见光透过率为90.9%~91%。
实施例7~12经过化学强化处理制备的强化玻璃的表面应力值CS为785MPa~994MPa,应力深度Dol‑Na为153μm~178μm。实施例7~12的强化玻璃经过灼烧后,在50~500℃的热膨胀‑7 ‑7
系数为78.5×10 ℃~88.1×10 ℃,软化温度为872℃~934℃,弹性模量为97GPa~
102GPa,可见光透过率为62.7%~90.6%。强化玻璃的耐火失效时间>5小时。
[0110] 对比例1的锂硅玻璃与实施例11的区别在于,未经过预核化处理,不含有纳米晶‑7核;其在50~500℃的热膨胀系数为90.8×10 ℃,软化温度为618℃,弹性模量为82GPa,可见光透过率为91%,性能与实施例11的锂硅玻璃基本一致。对比例1经过化学强化处理制备的强化玻璃的表面应力值CS为785MPa,应力深度Dol‑Na为153μm,性能与实施例11的强化玻‑7
璃基本一致。对比例1的强化玻璃经过灼烧后,在50~500℃的热膨胀系数为91.2×10 ℃,软化温度为615℃,弹性模量为82GPa,可见光透过率为90.4%。强化玻璃的耐火失效时间>
5小时,受热软化坍塌;这可能是由于对比例1的强化玻璃中不含有纳米晶核,灼烧受热无法快速析晶,提升强化玻璃的软化温度,故而耐火性能较差。
[0111] 对比例2与实施例11的区别在于,锂硅玻璃没有经过强化处理。对比例2的锂硅玻璃在经过灼烧后,耐火失效时间<1小时,灼烧后炸裂;可见,对比例2的锂硅玻璃没有经过化学强化,其耐热冲击性能较差。对比例2的锂硅玻璃在经过灼烧后在50~500℃的热膨胀‑7系数为87.9×10 ℃,软化温度为648℃,弹性模量为86GPa,可见光透过率为90.1%,软化温度没有明显提升,这可能是由于玻璃受热炸裂较快,不足以形成大量晶相提升软化温度。
[0112] 对比例3的锂硅玻璃组分中不含有P2O5,难以形成纳米晶核。其经过化学强化处理的强化玻璃在灼烧后,难以析出晶相,受热软化坍塌,耐火失效时间<0.1小时。
[0113] 对比例4~6的锂硅玻璃的组分不在本发明范围内,对比例4~6经过化学强化处理得到的强化玻璃,在灼烧后的耐火时间≤3小时,耐火性能不及实施例1~12的强化玻璃。
[0114] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0115] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,便于具体和详细地理解本发明的技术方案,但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。应当理解,本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上,通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案,均在本发明所述附权利要求的保护范围内。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准,说明书可以用于解释权利要求的内容。