CN109437560A - 一种紫外高透硼硅酸盐玻璃及其制备方法 - Google Patents

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彭寿
马立云
单传丽
曹欣
高强
操芳芳
王巍巍
赵凤阳
崔介东
石丽芬
倪嘉
仲召进
王萍萍
柯震坤
韩娜
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Abstract

本发明涉及一种紫外高透硼硅酸盐玻璃及其制备方法，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成，SiO2：70‑85％，Al2O3：0‑8％，B2O3：6‑20％，SrO：0‑4％，Na2O：0‑6％，K2O：0‑4％，CaO：0‑4％，NaCl：0‑1％。1）将上述各原料过200‑300目筛，按上述重量百分比称取各原料，混匀成混合原料；2）混合原料在1500‑1600℃熔化4‑6小时，并持续通入高纯氩气，随后将炉压降至300‑700mbar，澄清2‑4小时；3）浇铸成玻璃块，并在600‑680℃保温2‑4小时，再以0.5℃/min的速度降至室温。本发明的优点：1.本法制得的玻璃紫外透过率高，2mm样品，300‑380nm波段透过率T≥90%；2.采用减压澄清，解决了高硼硅玻璃液黏度大，澄清困难的问题；3.制得的玻璃化学稳定性好、热膨胀系数低；4.制备工艺简单、环境友好。

Description

一种紫外高透硼硅酸盐玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属玻璃制备领域，涉及硼硅酸盐玻璃领域，具体涉及一种紫外高透硼硅酸盐玻璃及其制备方法。
背景技术
紫外光与物质相互作用时，显示出荧光效应、生物效应、光化学效应等特点。因此，紫外线在环境遥测、医学领域、光谱学领域等方面都有着广泛的应用。大部分无色光学玻璃在可见光波段都具有较高的透过率，但在紫外波段透过率均不高（存在不同程度的吸收）。
石英玻璃是最常见的紫外透过材料之一，但石英玻璃制备条件苛刻，生产成本高，这些问题在很大程度上限制了石英玻璃的应用。
氟化物玻璃因其成份具有大范围的可调性（配方可以在很大范围内根据不同的需要进行调整从而带来了其一系列光学性质和物理性质的可调性），使得氟化物玻璃的应用更为广泛和灵活。但氟化物玻璃中氟化物和氯化物在高温熔制过程中，对熔窑造成一定程度的侵蚀作用，对生产和坏境都带来一定的安全隐患。
磷酸盐紫外高透玻璃含 P2O5等不稳定成分，玻璃的抗水化学稳定性较差，强度较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有石英玻璃、氟化物玻璃、磷酸盐紫外高透玻璃均存在一定的缺陷，提供一种紫外高透硼硅酸盐玻璃及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种紫外高透硼硅酸盐玻璃，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成，SiO2：70-85％，Al2O3：0-8％，B2O3：6-20％，SrO：0-4％，Na2O：0-6％，K2O：0-4％，CaO：0-4％，NaCl：0-1％。
进一步，上述一种紫外高透硼硅酸盐玻璃，优选地由以下重量百分比的原料制成，SiO2：75-80％，Al2O3：2-6％，B2O3：8-15％，SrO：0.5-2％，Na2O：0.5-6％，K2O：0.5-2％，CaO：0.5-4％，NaCl：0-1％。
一种紫外高透硼硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤 ：
1）将上述各原料过200-300目筛，随后按上述重量百分比称取各原料，混合均匀，形成混合原料；
2）所得混合原料在1500-1600℃条件下熔化4-6小时，并在熔化过程中持续通入高纯氩气进行保护，随后将炉压降至300-700mbar，澄清2-4小时；
3）浇铸成玻璃块，并将所得玻璃块在600-680℃保温2-4小时，再以0.5℃/min的速度降至室温。
进一步，所述一种紫外高透硼硅酸盐玻璃，其原料均选用含铁量小于5ppm的优级纯。
本发明的优点：1.采用本法制备的紫外高透硼硅酸盐玻璃具有较高的紫外透过率，2mm的样品，300-380nm波段的透过率T≥90%；2.在澄清过程中采用减压澄清，解决了高硼硅玻璃液黏度大，澄清困难的问题；3.本法制得的紫外高透硼硅酸盐玻璃化学稳定性好、热膨胀系数低；4.制备工艺简单、环境友好。
具体实施方式
实施例1
1.按表1中列出的重量百分比称取各原料，所用原料均是优级纯且都经过200-300目筛，将称好的原料混合均匀，形成混合料，将混合料倒入石英坩埚；
2.将盛放混合料的石英坩埚置入真空高温炉中，在常压1500-1600℃条件下熔化4-6个小时，此过程中炉内需要通入高纯氩气对玻璃液进行保护；
3.熔化阶段完成后，在1500-1600℃条件下启动减压装置，将炉压降至300-700mbar并进行减压澄清2-4个小时，让玻璃液中的气泡完全排净；
4.澄清结束后，将玻璃液进行铁板浇铸成型，成型的玻璃块置入马弗炉内，在600-680℃保温2-4个小时，再以0.5℃/min的速度降至室温，得到紫外高透硼硅酸盐玻璃。
对所得紫外高透硼硅酸盐玻璃进行切割，磨抛得到2mm厚度的样品，进行透过率的测试，结果如下：2mm的样品，300-380nm波段的透过率T≥90%。
本发明采用减压澄清，解决了因高硼硅玻璃液黏度大澄清困难的问题，本发明引入的原料均是无毒、环境友好型，同时操作简单，在光学领域具有良好的发展前景。

Claims (4)

1.一种紫外高透硼硅酸盐玻璃，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成，SiO2：70-85％，Al2O3：0-8％，B2O3：6-20％，SrO：0-4％，Na2O：0-6％，K2O：0-4％，CaO：0-4％，NaCl：0-1％。
2.根据权利要求1所述一种紫外高透硼硅酸盐玻璃，其特征在于：优选地由以下重量百分比的原料制成，SiO2：75-80％，Al2O3：2-6％，B2O3：8-15％，SrO：0.5-2％，Na2O：0.5-6％，K2O：0.5-2％，CaO：0.5-4％，NaCl：0-1％。
3.一种紫外高透硼硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤 ：
1）将上述各原料过200-300目筛，随后按上述重量百分比称取各原料，混合均匀，形成混合原料；
2）所得混合原料在1500-1600℃条件下熔化4-6个小时，并在熔化过程中，持续通入高纯氩气，随后将炉压降至300-700mbar，澄清2-4个小时；
3）浇铸成玻璃块，并将所得玻璃块在600-680℃保温2-4个小时，再以0.5℃/min的速度降至室温。
4.根据权利要求1或2或3所述一种紫外高透硼硅酸盐玻璃，其特征在于：上述原料均选用含铁量小于5ppm的优级纯。
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