阅读说明：本技术 一种高性能的硼钡锂玻料及其制备方法 (High-performance boron barium lithium glass material and preparation method thereof ) 是由 朱同武 朱嘉伟 朱立芳 朱志方 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高性能的硼钡锂玻料及其制备方法,涉及陶瓷结合剂技术领域,其原料按重量份包括：SiO-2 37-45份、Al-2O-3 7-12份、B-2O-3 10-15份、BaO 1-4份、Li-2O 2-4份、Na-2CO-3 3-7份、V-2O-5 1-3份、CaO 1-4份、Bi-2O-3 0.5-2份、CeO-2 0-4份、La-2O-3 0-4份、Na-3AlF-6 3-6份、预合金粉3-7份；其制备方法包括以下步骤：将SiO-2、Al-2O-3、B-2O-3、BaO、Li-2O、Na-2CO-3、V-2O-5、CaO、Bi-2O-3、CeO-2、La-2O-3、Na-3AlF-6、预合金粉加入到经预热后的熔炉中进行熔炼,得玻璃液；将玻璃液倾注到冷水中进行淬冷,得粗玻料；将粗玻料粉碎,球磨,过筛,干燥,即得。本发明制得的硼钡锂玻料具有优异的力学性能,抗折强度和抗冲击强度分别可达135.5MPa和4.25kJ/m～2,满足大多数生产需要。(The invention discloses a high-performance boron barium lithium glass material and a preparation method thereof, relating to the technical field of ceramic bonding agents, and the glass material comprises the following raw materials in parts by weight: SiO 2 2 37-45 parts of Al 2 O 3 7-12 parts of B 2 O 3 10-15 parts of BaO 1-4 parts of Li 2 O2-4 parts, Na 2 CO 3 3-7 parts of V 2 O 5 1-3 parts of CaO, 1-4 parts of Bi 2 O 3 0.5 to 2 portions of CeO 2 0 to 4 portions of La 2 O 3 0 to 4 portions of Na 3 AlF 6 3-6 parts of pre-alloyed powder and 3-7 parts of pre-alloyed powder; the preparation method comprises the following steps: mixing SiO 2 、Al 2 O 3 、B 2 O 3 、BaO、Li 2 O、Na 2 CO 3 、V 2 O 5 、CaO、Bi 2 O 3 、CeO 2 、La 2 O 3 、Na 3 AlF 6 Adding the pre-alloyed powder into a preheated smelting furnace for smelting to obtain molten glass; pouring molten glass intoQuenching in cold water to obtain a coarse glass material; and (4) crushing the coarse glass material, ball-milling, sieving and drying to obtain the glass material. The boron-barium-lithium glass material prepared by the invention has excellent mechanical properties, and the rupture strength and the impact strength can respectively reach 135.5MPa and 4.25kJ/m 2 And most production requirements are met.)

一种高性能的硼钡锂玻料及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷结合剂技术领域，尤其涉及一种高性能的硼钡锂玻料及其制备方法。

背景技术

陶瓷结合剂是低熔点的玻化料制成的一种物质，其化学稳定性好、弹性变形小、硬度允许变化范围宽，因而作为一种模具结合剂在普通磨料磨具制造中广泛应用。陶瓷结合剂的主要成分是玻料(硅石、硼酸、氧化锌、氧化钡、锂辉石等)、粘土、着色剂、粘结剂等，与金刚石磨料混合，经成型、高温烧结，与基体牢固结合得到金刚石磨具。现有技术中陶瓷结合剂的脆性大、抗冲击性差，从而限制了其在某些应用场合的广泛使用。而陶瓷结合剂中的玻料成分对陶瓷结合剂的性能具有决定性的影响，如烧结温度、膨胀性能，金刚石的浸润性能、抗冲击性能等。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高性能的硼钡锂玻料及其制备方法，制得的硼钡锂玻料具有优异的力学性能，抗折强度和抗冲击强度好，能满足大多数生产需要。

本发明提出的一种高性能的硼钡锂玻料，其原料按重量份包括：SiO₂ 37-45份、Al₂O₃ 7-12份、B₂O₃ 10-15份、BaO 1-4份、Li₂O 2-4份、Na₂CO₃ 3-7份、V₂O₅ 1-3份、CaO 1-4份、Bi₂O₃ 0.5-2份、CeO₂ 0-4份、La₂O₃ 0-4份、Na₃AlF₆ 3-6份、预合金粉3-7份。

优选地，所述预合金粉是由金属单质Ni粉、Ti粉、Bi粉、Mg粉和Fe粉组成。

优选地，所述预合金粉中各原料的重量百分比为：Ni 17-23％、Ti 10-15％、Bi17-23％、Mg 7-12％，余量为Fe。

优选地，所述9％≤Li₂O/(B₂O₃+Al₂O₃)≤15％。

优选地，所述原料中，CeO₂和La₂O₃的重量份之和≥2份。

本发明还提出了上述高性能的硼钡锂玻料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、BaO、Li₂O、Na₂CO₃、V₂O₅、CaO、Bi₂O₃、CeO₂、La₂O₃、Na₃AlF₆、预合金粉加入到经预热后的熔炉中进行熔炼，得玻璃液；

S2、将玻璃液倾注到冷水中进行淬冷，得粗玻料；

S3、将粗玻料粉碎，球磨，过筛，干燥，即得。

优选地，所述熔炼温度为1450-1500℃，保温60-90min。

有益效果：本发明向玻料中加入预合金粉，金属相和陶瓷相熔融交错连接形成合金-陶瓷连接相作为骨架，并限定预合金粉的成分，进而提高材料的抗折强度和抗冲击强度等力学性能，此外预合金粉的添加还能细化晶相、进一步提高玻料强度；通过限定玻料中Li₂O/(B₂O₃+Al₂O₃)的比例，以及添加并限定CeO₂和La₂O₃的用量，降低烧结温度、细化晶粒，起到增强增韧的效果；本发明制得的硼钡锂玻料具有优异的力学性能，抗折强度和抗冲击强度分别可达135.5MPa和4.25kJ/m²，满足大多数生产需要。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种高性能的硼钡锂玻料，其原料按重量份包括：SiO₂ 37份、Al₂O₃12份、B₂O₃ 10份、BaO 2份、Li₂O 2份、Na₂CO₃ 3份、V₂O₅ 1份、CaO 4份、Bi₂O₃ 0.5份、CeO₂ 2份、Na₃AlF₆ 3份、预合金粉7份；其中，预合金粉是由金属单质Ni粉、Ti粉、Bi粉、Mg粉和Fe粉组成，各原料的重量百分比为：Ni 23％、Ti 10％、Bi 17％、Mg 12％，余量为Fe。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、BaO、Li₂O、Na₂CO₃、V₂O₅、CaO、Bi₂O₃、CeO₂、La₂O₃、Na₃AlF₆、预合金粉加入到经预热后的熔炉中进行熔炼，得玻璃液，熔炼温度为1450℃，该温度下保温90min；

S2、将玻璃液倾注到冷水中进行淬冷，得粗玻料；

S3、将粗玻料粉碎，球磨，过筛，干燥，即得。

实施例2

本发明提出的一种高性能的硼钡锂玻料，其原料按重量份包括：SiO₂ 40份、Al₂O₃10份、B₂O₃ 10份、BaO 1份、Li₂O 2份、Na₂CO₃ 5份、V₂O₅ 2份、CaO 3份、Bi₂O₃ 1份、CeO₂ 1份、La₂O₃ 1份、Na₃AlF₆ 4份、预合金粉5份；其中，预合金粉是由金属单质Ni粉、Ti粉、Bi粉、Mg粉和Fe粉组成，各原料的重量百分比为：Ni 20％、Ti 12％、Bi 20％、Mg 7％，余量为Fe。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、BaO、Li₂O、Na₂CO₃、V₂O₅、CaO、Bi₂O₃、CeO₂、La₂O₃、Na₃AlF₆、预合金粉加入到经预热后的熔炉中进行熔炼，得玻璃液，熔炼温度为1470℃，该温度下保温75min；

S2、将玻璃液倾注到冷水中进行淬冷，得粗玻料；

S3、将粗玻料粉碎，球磨，过筛，干燥，即得。

实施例3

本发明提出的一种高性能的硼钡锂玻料，其原料按重量份包括：SiO₂ 42份、Al₂O₃12份、B₂O₃ 15份、BaO 3份、Li₂O 4份、Na₂CO₃ 7份、V₂O₅ 2份、CaO 1份、Bi₂O₃ 1份、La₂O₃ 3份、Na₃AlF₆ 5份、预合金粉4份；其中，预合金粉是由金属单质Ni粉、Ti粉、Bi粉、Mg粉和Fe粉组成，各原料的重量百分比为：Ni 22％、Ti 13％、Bi 18％、Mg 8％，余量为Fe。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、BaO、Li₂O、Na₂CO₃、V₂O₅、CaO、Bi₂O₃、CeO₂、La₂O₃、Na₃AlF₆、预合金粉加入到经预热后的熔炉中进行熔炼，得玻璃液，熔炼温度为1480℃，该温度下保温75min；

S2、将玻璃液倾注到冷水中进行淬冷，得粗玻料；

S3、将粗玻料粉碎，球磨，过筛，干燥，即得。

实施例4

本发明提出的一种高性能的硼钡锂玻料，其原料按重量份包括：SiO₂ 45份、Al₂O₃7份、B₂O₃ 15份、BaO 4份、Li₂O 3份、Na₂CO₃ 5份、V₂O₅ 3份、CaO 3份、Bi₂O₃ 2份、CeO₂ 3份、La₂O₃ 1份、Na₃AlF₆ 6份、预合金粉3份；其中，预合金粉是由金属单质Ni粉、Ti粉、Bi粉、Mg粉和Fe粉组成，各原料的重量百分比为：Ni 17％、Ti 15％、Bi 23％、Mg 10％，余量为Fe。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、BaO、Li₂O、Na₂CO₃、V₂O₅、CaO、Bi₂O₃、CeO₂、La₂O₃、Na₃AlF₆、预合金粉加入到经预热后的熔炉中进行熔炼，得玻璃液，熔炼温度为1500℃，该温度下保温60min；

S2、将玻璃液倾注到冷水中进行淬冷，得粗玻料；

S3、将粗玻料粉碎，球磨，过筛，干燥，即得。

将本发明实施例1-4中制得的玻料热压烧结制成50mm×8mm×8mm的试样，烧结温度为800℃，然后对其性能进行检测，结果如表1所示。

表1实施例1-4中制备的硼钡锂玻料的力学性能数据

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					抗折强度MPa	135.5	137.8	141.2	136.9
抗冲击强度kJ/m<sup>2</sup>	4.41	4.38	4.29	4.25

从表1中可以看出，本发明实施例1-4中制备的玻料具有良好的力学性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。