CN101381202B

CN101381202B - 一种锑红宝石玻璃配方及其制备方法

Info

Publication number: CN101381202B
Application number: CN2008102008337A
Authority: CN
Inventors: 汪庆卫; 宁伟; 王日尧; 孙成果; 罗理达; 关志峰; 李佳颖
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2028-10-07
Also published as: CN101381202A

Abstract

本发明涉及一种锑红宝石玻璃配方及其制备方法，其组分包括：SiO₂、Na₂O、K₂O、CaO、B₂O₃、Sb₂O₃、S、C、着色稳定剂CuO，其质量百分比为：59～62、10～14、12～15、6～8、1～3、1～3、1～2、1-2、0.01～0.08；其制备，包括：(a)按照配方准确称量玻璃原料，然后研磨玻璃原料，混合均匀；(b)将原料加到石英坩埚，置于熔化炉中；(c)在炉温下熔制；(d)将上述物质浇注到一预热好的铁板模具成型，待成型后迅速放入马弗炉退火，自然冷却到室温；(e)退火后的玻璃块显色。本发明所得的玻璃中不含有重度污染元素且很好的控制了显色稳定性，该制备过程中无毒和低毒化，对人体无害。

Description

一种锑红宝石玻璃配方及其制备方法

技术领域

本发明属玻璃产品配方及其制备领域，特别是涉及一种锑红玻璃配方及其制备方法。

背景技术

红色玻璃广泛用于艺术装饰、滤光、照明、信号、激光和荧光等方面，它对人们的日常生活、工农业生产、科学文化和国防建设都有重要的意义。随着科学技术的发展，它们在一些高技术领域中也得到了很广泛的应用；如用作雷达隔离器、激光滤光片等器件。因现代技术要求不透可见光，但大量透过红外线的的玻璃，目前常用的红色玻璃为硒红玻璃。其生产技术比较成熟，应用较广泛，但是硒红玻璃由于含有剧毒的硒和镉，其应用随着经济和环保的发展受到越来越多的限制。

2006年1月1日我国将铅、镉汞和铋列为重度污染元素。硒红玻璃虽然滤光性能优异，由于玻璃中含有重度污染元素镉和对人体极为不利硒，在将来的使用中必定受到限制。

锑红玻璃是利用氧化锑对玻璃进行着色，其着色机理与硒红玻璃相似，但是目前的生产工艺非常不稳定，主要是配方控制等因素。本发明通过数百次的试验，通过改进配方中的硫碳比和着色稳定剂，大大提高了玻璃的着色性能，着色效果显著，通过试验发现，该生产工艺稳定，适合工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锑红宝石玻璃配方及其制备方法，通过控制配方中的硫碳比和着色稳定剂，很好的控制了显色稳定性，制备过程中无毒和低毒化，对人体无害，所得的玻璃中不含有重度污染元素且很好的控制了显色稳定性。

本发明的一种锑红宝石玻璃，其组分包括：SiO₂、Na₂O、K₂O、CaO、B₂O₃、Sb₂O₃、S、C、着色稳定剂CuO，其质量百分比分别为：59～62、10～14、12～15、6～8、1～3、1～3、1～2、1～2、0.01～0.08。

所述的Na₂O、K₂O、CaO，均以碳酸盐的形式引入，SiO₂以石英砂形式引入，B₂O₃以H₃BO₃形式引入，S、C、着色稳定剂CuO以化学试剂的形式直接引入，以上引入物的纯度均为化学纯，研磨过80目筛。

本发明的一种锑红宝石玻璃的制备方法，包括：

(a)按照SiO₂、Na₂O、K₂O、CaO、B₂O₃、Sb₂O₃、、S、C、着色稳定剂CuO的质量百分比分别为59～62、10～14、12～15、6～8、1～3、1～3、1～2、1～2、0.01～0.08称量玻璃原料，然后研磨玻璃原料，混合均匀；

(b)将步骤(a)的玻璃配合料加到已预热到1400～1420℃的石英坩埚中后，将坩埚置于熔化炉中；

(c)在1400℃-1480℃炉温下熔制3-4h，待玻璃配合料融化均匀澄清；

(d)将上述融化均匀的玻璃配合料浇注到一预热好的铁板模具成型，待成型后迅速放入马弗炉退火，退火温度为500℃～550℃，退火30～40min后，切断电源，使玻璃块随炉自然冷却到室温；

(e)退火后的玻璃块在550℃～650℃显色50min～200min。

有益效果

(1)本发明通过控制配方中的硫碳比和着色稳定剂，很好的控制了的显色稳定性；

(2)本发明制得的玻璃中不含有重度污染元素；

(3)本发明制备过程中无毒和低毒化，对人体无害。

附图说明

图1为熔制玻璃的样品的断面SEM图，可知玻璃的颜色是由玻璃中微不均匀相造成的。

图2为加入实验熔制出的锑红玻璃的透过率曲线。显色时间分别为200min，100min，50min。

图3为具体熔制工艺曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

试验一：

(1)配合料的制备

表1某一锑红玻璃的化学组成

玻璃化学组成	SiO₂	Na₂O	K₂O	CaO	B₂O₃	Sb₂O₃	S	C	着色稳定剂
										质量百分数/％	58.99	14	15	6	3	1	1	1	0.01

按照上表1的玻璃配方化学组成准确称量引入物，Na₂O、K₂O、CaO，均以碳酸盐的形式引入，SiO₂以石英沙引入，B₂O₃以H₃BO₃形式引入，其他物质以化学试剂的形式直接引入，以上引入物的纯度均为化学纯。按照先称着色剂、氧化铜、碳粉，随后再称量其它配合料的顺序称量配合料，经研磨、过80目筛后将配合料混合均匀。

(2)配合料的熔制

将混合好的配合料加入到已经预热到1400℃的石英坩埚中，且用自制的粘土质板盖在石英坩埚上，而后将其放入硅钼棒的电熔炉加热至1460℃后，保温两个小时，随后将炉温降至1400℃后再保温半小时后出料。具体熔制工艺曲线如图3

(3)二次显色

将退火后的玻璃块置于马弗炉进行二次显色。将玻璃随炉一起升高温度到650℃左右保温一段时间后关掉马弗炉，随炉自然冷却到室温。

试验步骤：

(a)按照配方准确称量玻璃原料(包括SiO₂、Na₂CO₃、K₂CO₃、CaCO₃、H₃BO₃、Sb₂O₃、S、C、CuO)，然后研磨玻璃原料使玻璃原料混合均匀过80目筛；

(b)将配合料加到已预热到1400℃的石英坩埚中后且用粘土质板盖在石英坩埚上，一同将其置于熔化炉中；

(c)将炉温尽快升到1460℃后保温120min，使玻璃原料完全熔化；

(d)随后降炉温至1400℃澄清半个小时后准备出料；

(e)将玻璃熔体浇注到一预热好的铁板模具成型，待成型好以后迅速放入马弗炉退火，退火温度为550℃，保温30min后，切断电源，使玻璃块随炉自然冷却；

(f)退火后的玻璃块在650℃显色200min。

对按照上述工艺步骤制备锑红玻璃进行了下列测试：

测试一：将显色后的玻璃试样切割，打磨，抛光，测其透过率曲线，波长范围为400nm-800nm，如图2。

测试二：玻璃试样断面SEM观察，如图1。

实施例2

(1)配合料的制备

表2锑红玻璃的化学组成

玻璃化学组成	SiO₂	Na₂O	K₂O	CaO	B₂O₃	Sb₂O₃	S	C	CuO
										质量百分数/％	60.92	11	13	8	1	3	1	2	0.08

按照表2玻璃的化学组成准确称量玻璃的引入物。具体实验步骤如试验一。

(1)配合料的熔制：同试验一

(2)二次显色：同实验一

实验步骤：同实验一

通过对试验二熔制出的玻璃实验的透过率测试结果表明：试验二的配方同样能熔制出颜色均匀锑红玻璃，颜色深浅与试验一并不相同；另外与试验一玻璃试样相比只是玻璃的截止吸收波长和对显色时间敏感性不同。

Claims

1.一种锑红宝石玻璃，其组分包括：SiO₂、Na₂O、K₂O、CaO、B₂O₃、Sb₂O₃、S、C、着色稳定剂CuO，其质量百分比分别为：59～62、10～14、12～15、6～8、1～3、1～3、1～2、1～2、0.01～0.08。

2.根据权利要求1所述的一种锑红宝石玻璃，其特征在于：所述的Na₂O、K₂O、CaO，均以碳酸盐的形式引入，SiO₂以石英砂形式引入，B₂O₃以H₃BO₃形式引入，S、C、着色稳定剂CuO以化学试剂的形式直接引入，研磨过80目筛。

3.一种锑红宝石玻璃的制备方法，包括：

(a)按照SiO₂、Na₂O、K₂O、CaO、B₂O₃、Sb₂O₃、S、C、着色稳定剂CuO的质量百分比分别为59～62、10～14、12～15、6～8、1～3、1～3、1～2、1～2、0.01～0.08称量玻璃原料，然后研磨玻璃配合料，混合均匀；

(b)将步骤(a)中的玻璃配合料加到已预热到1400～1420℃的石英坩埚中后，将坩埚置于熔化炉中；

(c)在1400℃-1480℃炉温下熔制3～4h，待玻璃原料融化均匀澄清；

(d)将上述融化均匀的玻璃原料浇注到一预热好的铁板模具成型，待成型后迅速放入马弗炉退火，退火温度为500℃～550℃，退火30～40min后，切断电源，使玻璃块随炉自然冷却到室温；

(e)退火后的玻璃块在550℃-650℃显色50min-200min。