CN102826751B - 一种低羟基黑色石英管及其制备方法 - Google Patents

一种低羟基黑色石英管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种低羟基黑色石英管，它由以下比重量百分比的原料制成：重量百分含量SiO2≥99.95％、杂质重量含量低于20ppm的高纯石英砂，94.5～99.89％；氧化镨0.01～0.5％；硝酸铝0.01～0.5％；硝酸铈0.01～0.5％；硝酸钕0.01～0.5％；氧化铜0.01～0.5％；氯化钠0.01～0.5％；三氧化二铁0.01～0.5％；硝酸钾0.01～0.5％；氧化铕0.01～0.5％；氧化铝0.01～0.5％；三氧化二铬或重铬酸钾0.01～0.5％。本发明还公开了低羟基黑色石英管的制法。本发明石英管除了具有普通黑色石英玻璃管的优点外，还具有配方配比更为合理的优点，由于加入了多种金属氧化物及稀土元素，其抗压强度大大提高，也大大延长了石英管做出的灯具的使用寿命，同时提高了其安全性能。

Description

一种低羟基黑色石英管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种石英管，特别是一种低羟基黑色石英管；本发明还涉及该低羟基黑色石英管的一种制备方法。
背景技术
申请号为200910232159.5、公开号为 101708949A的中国公开专利文献公开了一种低羟基黑色石英管，它由以下重量百分比的原料制成：SiO2≥99.90%、杂质含量低于30ppm的高纯石英粉，75～99.5%;氯化镁0.1～5%，二氧化钛0.1～5%，氯化锌0.1～5%；三氧化二铁0.1～5%；氧化钴0.1～5%。该文献还公开了一种低羟基黑色石英管的生产方法。上述公开文献虽然可以直接生产制得黑色石英管，形成良好的着色效果，可完全替代外涂层黑色石英管。但是，由于其原料配方不太合理，在抗压能力、安全性等方面存在一定的不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种配方配比更为合理、有效提高产品的抗压与安全性能的低羟基黑色石英管。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述低羟基黑色石英管的一种制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种低羟基黑色石英管，其特点是，它由以下比重量百分比的原料制成：
重量百分含量SiO2≥99.95％、杂质重量含量低于20ppm的高纯石英砂，94.5～99.89％；
氧化镨0.01～0.5％；                       硝酸铝0.01～0.5％；
硝酸铈0.01～0.5％；                        硝酸钕0.01～0.5％；
氧化铜0.01～0.5％；                        氯化钠0.01～0.5％；
三氧化二铁0.01～0.5％；                    硝酸钾0.01～0.5％；
氧化铕0.01～0.5％；                        氧化铝0.01～0.5％；
三氧化二铬或重铬酸钾0.01～0.5％。
本发明所述的一种低羟基黑色石英管技术方案中，各原料的优选重量百分比组成为：
重量百分含量SiO2≥99.95％、杂质重量含量低于20ppm的高纯石英砂，98.90％；
氧化镨0.1％；                        硝酸铝0.1％；
硝酸铈0.1％；                        硝酸钕0.1％；
氧化铜0.1％；                        氯化钠0.1％；
三氧化二铁0.1％；                    硝酸钾0.1％；
氧化铕0.1％；                        氧化铝0.1％；
三氧化二铬或重铬酸钾0.1％。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明还公开了一种低羟基黑色石英管的制备方法，其特点是，其步骤如下：先将原料高纯石英砂与氯化钠、三氧化二铁、硝酸钾、氧化铝、三氧化二铬或重铬酸钾、氧化镨、硝酸铝、硝酸铈、硝酸钕按所述重量配比在常温下搅拌混合；再将氧化铜、氧化铕添加到高纯石英砂中，然后在200-260℃下进行烤砂处理；烤砂结束后冷却至常温，再投入连熔炉中，在1800-2200℃下熔炼，拉制成黑色石英管，最后在脱羟炉内进行高温脱羟，脱羟温度为800-1200℃，时间为3-8个小时，将石英管的羟基含量降低到1-20ppm，得成品低羟基黑色石英管。
黑色石英玻璃管是一种新型掺杂石英玻璃管，有耐高温高压、吸光范围宽的特点，可以广泛用于取暖器、微波炉加热及汽车烤漆加热等领域。和透明石英玻璃管相比，黑色石英玻璃不透过紫外线和大部分可见光，将其吸收转化为红外辐射；和乳白石英玻璃相比，黑色石英玻璃具有良好的透红外性能，单位面积可以负载数倍的能量。与表面涂层石英玻璃管相比，黑色石英玻璃管成本低，性能稳定；所以黑色石英玻璃管是生产红外辐射器的优秀材料，特别适合用于生产大功率，小体积的红外辐射器。
本发明低羟基黑色石英管除了具有普通黑色石英玻璃管的优点外，还具有配方配比更为合理的优点，由于加入了多种金属氧化物及稀土元素，经常规方法测试，其抗压强度大大提高，也大大延长了石英管做出的灯具的使用寿命，同时提高了其安全性能。本发明方法设计合理，可操作性强，有效保证了低羟基黑色石英管的质量与性能。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种低羟基黑色石英管，它由以下比重量百分比的原料制成：
重量百分含量SiO2≥99.95％、杂质重量含量低于20ppm的高纯石英砂，98.90％；
氧化镨0.1％；                       硝酸铝0.1％；
硝酸铈0.1％；                        硝酸钕0.1％；
氧化铜0.1％；                        氯化钠0.1％；
三氧化二铁0.1％；                    硝酸钾0.1％；
氧化铕0.1％；                        氧化铝0.1％；
三氧化二铬或重铬酸钾0.1％。
其制备方法步骤如下：先将原料高纯石英砂与氯化钠、三氧化二铁、硝酸钾、氧化铝、三氧化二铬或重铬酸钾、氧化镨、硝酸铝、硝酸铈、硝酸钕按所述重量配比在常温下搅拌混合；再将氧化铜、氧化铕添加到高纯石英砂中，然后在200℃下进行烤砂处理；烤砂结束后冷却至常温，再投入连熔炉中，在1800℃下熔炼，拉制成黑色石英管，最后在脱羟炉内进行高温脱羟，脱羟温度为800℃，时间为3个小时，将石英管的羟基含量降低到1-20ppm，得成品低羟基黑色石英管。
实施例2，一种低羟基黑色石英管，它由以下比重量百分比的原料制成：重量百分含量SiO2≥99.95％、杂质重量含量低于20ppm高纯石英砂，96.5％；
氧化镨0.01％；                       硝酸铝0.5％；
硝酸铈0.01％；                        硝酸钕0.5％；
氧化铜0.01％；                        氯化钠0.5％；
三氧化二铁0.01％；                    硝酸钾0.5％；
氧化铕0.01％；                        氧化铝0.5％；
三氧化二铬或重铬酸钾0.5％。
该低羟基黑色石英管的制备可以按照常规的石英管的拉制方法时行。
实施例3，一种低羟基黑色石英管，它由以下比重量百分比的原料制成：
重量百分含量SiO2≥99.95％、杂质重量含量低于20ppm的高纯石英砂，97.44％；
氧化镨0.5％；                       硝酸铝0.01％；
硝酸铈0.5％；                        硝酸钕0.01％；
氧化铜0.5％；                        氯化钠0.01％；
三氧化二铁0.5％；                    硝酸钾0.01％；
氧化铕0.5％；                        氧化铝0.01％；
三氧化二铬或重铬酸钾0.01％。
其制备方法步骤如下：先将原料高纯石英砂与氯化钠、三氧化二铁、硝酸钾、氧化铝、三氧化二铬或重铬酸钾、氧化镨、硝酸铝、硝酸铈、硝酸钕按所述重量配比在常温下搅拌混合；再将氧化铜、氧化铕添加到高纯石英砂中，然后在260℃下进行烤砂处理；烤砂结束后冷却至常温，再投入连熔炉中，在2200℃下熔炼，拉制成黑色石英管，最后在脱羟炉内进行高温脱羟，脱羟温度为1200℃，时间为8个小时，将石英管的羟基含量降低到1-20ppm，得成品低羟基黑色石英管。
实施例4，一种低羟基黑色石英管，它由以下比重量百分比的原料制成：
重量百分含量SiO2≥99.95％、杂质重量含量低于20ppm的高纯石英砂，94.5％；
氧化镨0.5％；                       硝酸铝0.5％；
硝酸铈0.5％；                        硝酸钕0.5％；
氧化铜0.5％；                        氯化钠0.5％；
三氧化二铁0.5％；                    硝酸钾0.5％；
氧化铕0.5％；                        氧化铝0.5％；
三氧化二铬或重铬酸钾0.01～0.5％。
其制备方法步骤如下：先将原料高纯石英砂与氯化钠、三氧化二铁、硝酸钾、氧化铝、三氧化二铬或重铬酸钾、氧化镨、硝酸铝、硝酸铈、硝酸钕按所述重量配比在常温下搅拌混合；再将氧化铜、氧化铕添加到高纯石英砂中，然后在220℃下进行烤砂处理；烤砂结束后冷却至常温，再投入连熔炉中，在1950℃下熔炼，拉制成黑色石英管，最后在脱羟炉内进行高温脱羟，脱羟温度为1000℃，时间为5个小时，将石英管的羟基含量降低到1-20ppm，得成品低羟基黑色石英管。
实施例5，一种低羟基黑色石英管，它由以下比重量百分比的原料制成：
重量百分含量SiO2≥99.95％、杂质重量含量低于20ppm的高纯石英砂，97.45％；
氧化镨0.05％；                       硝酸铝0.2％；
硝酸铈0.25％；                        硝酸钕0.3％；
氧化铜0.35％；                        氯化钠0.4％；
三氧化二铁0.2％；                    硝酸钾0.2％；
氧化铕0.4％；                        氧化铝0.15％；
三氧化二铬或重铬酸钾0.05％。
其制备方法步骤如下：先将原料高纯石英砂与氯化钠、三氧化二铁、硝酸钾、氧化铝、三氧化二铬或重铬酸钾、氧化镨、硝酸铝、硝酸铈、硝酸钕按所述重量配比在常温下搅拌混合；再将氧化铜、氧化铕添加到高纯石英砂中，然后在245℃下进行烤砂处理；烤砂结束后冷却至常温，再投入连熔炉中，在2100℃下熔炼，拉制成黑色石英管，最后在脱羟炉内进行高温脱羟，脱羟温度为1100℃，时间为4个小时，将石英管的羟基含量降低到1-20ppm，得成品低羟基黑色石英管。

Claims (1)

1.一种低羟基黑色石英管，其特征在于，它由以下比重量百分比的原料制成：
重量百分含量SiO2≥99.95％、杂质重量含量低于20ppm的高纯石英砂，98.90％；
其制备方法步骤如下：先将原料高纯石英砂与氯化钠、三氧化二铁、硝酸钾、氧化铝、三氧化二铬或重铬酸钾、氧化镨、硝酸铝、硝酸铈、硝酸钕按所述重量配比在常温下搅拌混合；再将氧化铜、氧化铕添加到高纯石英砂中，然后在200℃下进行烤砂处理；烤砂结束后冷却至常温，再投入连熔炉中，在1800℃下熔炼，拉制成黑色石英管，最后在脱羟炉内进行高温脱羟，脱羟温度为800℃，时间为3个小时，将石英管的羟基含量降低到1-20ppm，得成品低羟基黑色石英管。
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