CN111875250B - 抗紫外吸收空间耐辐照玻璃及其制造工艺 - Google Patents

抗紫外吸收空间耐辐照玻璃及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于特种玻璃技术领域，提出了一种抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，按质量份数计，所述玻璃原料包括1.2‑5.9份二氧化铈，0.5‑4.6份氧化钕，0.8‑3.2份氧化镧，0.7‑3.5份氧化镱，3.4‑12.3份碳酸钠，0.4‑4.7份氧化铝，72.2‑78.3份硅砂，5.7‑10.7份碳酸锶，4.6‑11.3份碳酸钡，0.3‑1.5份二氧化硒，0.9‑2.5份三氧化二铋，0.5‑1.6份二氧化碲，4.8‑10份硝酸钾，1.2‑2.5份三氧化二锑，0.7‑1.6份焦锑酸钠。通过上述技术方案，解决了现有技术中普通玻璃在空间应用的抗辐照性能、透过率、机械强度不能满足深空探测的问题。

Description

抗紫外吸收空间耐辐照玻璃及其制造工艺
技术领域
本发明属于特种玻璃技术领域，涉及抗紫外吸收空间耐辐照玻璃及其制造工艺。
背景技术
深空探测通常是指月球和月球以外宇宙空间的探测。深空辐射环境是影响深空探测任务的一个主要因素，它主要包括太阳粒子事件、银河宇宙射线、俘获辐射带和黑子表面辐射，这些高能电子辐射到物体表面，破坏了表面物质的晶体结构从而造成缺陷。高能质子和重离子既能产生电离作用，又能产生位移作用，导致航天器上的玻璃材料经粒子辐照后变黑、变暗，太阳能电池的输出功率降低，各种半导体器件衰退甚至完全损坏。因此航天器的太阳能电池都需要使用特种玻璃盖片加以保护。
目前我国正在研究的“嫦娥五号”卫星，是负责嫦娥三期工程“采样返回”任务的中国首颗地月采样往返卫星。它将由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。其中着陆器将进行月面软着陆，并自动进行月面采样、样品封装等操作，将样品由着陆器的上升段携带升空进入月球轨道，与环月轨道上的轨道器对接，将样品转移到返回器部，最后轨道器携带返回器点火机动，从环月轨道直接返回地球，返回器将在再入大气层前分离，最后降落在中国北方的内蒙古草原上。嫦娥五号卫星来回承受两次深空辐射，如何更好的保护太阳能电池免受高能质子、电子等辐射，为卫星运行提供可靠的电源供给，保证玻璃在空间应用的抗辐照性能、透过率、机械强度满足应用要求，是特种玻璃盖片必须解决的问题。
发明内容
本发明提出一种抗紫外吸收空间耐辐照玻璃及其制造工艺，解决了现有技术中普通玻璃在空间应用的抗辐照性能、透过率、机械强度不能满足深空探测的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，按质量份数计，所述玻璃原料包括1.2-5.9份二氧化铈，0.5-4.6份氧化钕，0.8-3.2份氧化镧，0.7-3.5份氧化镱，3.4-12.3份碳酸钠，0.4-4.7份氧化铝，72.2-78.3份硅砂，5.7-10.7份碳酸锶，4.6-11.3份碳酸钡，0.3-1.5份二氧化硒，0.9-2.5份三氧化二铋，0.5-1.6份二氧化碲，4.8-10份硝酸钾，1.2-2.5份三氧化二锑，0.7-1.6份焦锑酸钠。
优选地，按质量份数计，所述玻璃原料包括2-5.9份二氧化铈，1-4.6份氧化钕，0.8-3份氧化镧，1-3.5份氧化镱，3.4-10份碳酸钠，0.4-4份氧化铝，75-78.3份硅砂，5.7-9份碳酸锶，5-11.3份碳酸钡，0.5-1.5份二氧化硒，1-2.5份三氧化二铋，0.8-1.6份二氧化碲，4.8-8份硝酸钾，1.5-2.5份三氧化二锑，1.0-1.6份焦锑酸钠。
一种抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、备料
按照上述抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的原料配方称取各组分，混合均匀，得到混合料备用；
B、熔制
将步骤A得到的混合料加入到150-320℃的熔融炉中升温，在1680-1730℃将原料熔化成玻璃液；
C、浇铸成型
将步骤B得到的玻璃液浇铸成型，得到浇铸玻璃样品；
D、退火
将步骤C得到的浇注玻璃样品进行退火处理，控制退火温度为590-750℃，退火速率1-3℃/h，得到玻璃样品；
E、二次退火
将步骤D得到的玻璃样品从室温升温至750℃，在750℃保温15-22h，然后以2-4℃/h的速率降到70℃，再由70℃自然降至室温，制得抗紫外吸收空间耐辐照玻璃。
进一步地，步骤A后和步骤B前还包括澄清步骤，所述澄清步骤包括将玻璃液于1650-1670℃澄清1-3h。
进一步地，所述步骤E后还包括对抗紫外吸收空间耐辐照玻璃进行切割、研磨、抛光。
进一步地，所述步骤C浇注成型时，模具温度在700-800℃。
进一步地，所述步骤B熔化时边搅拌边熔化。
进一步地，所述步骤B熔化时采用33#AZS材料制成的搅拌桨搅拌，并在搅拌桨外部和熔融炉搅拌池内部都包裹白金。
进一步地，所述步骤B熔融炉由耐火材料和电极组成。
进一步地，所述耐火材料为无缩孔浇筑41#AZS材料，并且耐火材料的内衬上包裹白金；所述电极为钼电极。
按照上述抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的配方制备得到的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，其特征在于，按质量百分比计，所述玻璃的成分包括1.2-5.9％CeO2，0.5-4.6％Nd2O3，0.8-3.2％La2O3，0.7-3.5％Yb2O3，2.1-7.4％Na2O，0.4-4.7％Al2O3，72.2-78.3％SiO2，4.0-7.5％SrO，3.6-8.8％BaO，0.3-1.5％SeO2，0.9-2.5％Bi2O3，0.5-1.6％TeO2，4.8-10％K2O，1.6-3.5％Sb2O3。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明采用硅酸盐玻璃为基础配方，通过对玻璃配方的优化设计，结合特殊的制造工艺，制得的抗辐照玻璃盖片具备优异的抗紫外光吸收性能和力学性能，本发明制备的玻璃盖片在330nm及以下的波段光学透过率≤0.05％，400nm的光学透过率≥90％，450nm的光学透过率≥91.2％，500-2000nm的平均光学透过率≥92.4％；抗弯强度150-172MPa，维氏硬度在290-350kgf/mm2)，抗冲击性能1.2-1.6m，表面压应力≥320MPa，耐冷热冲击性能：-180℃～100℃破损率低于1％，可见本发明制备的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃满足GJB1976-94空间用抗辐照玻璃盖片的规范要求，解决了现有技术中普通玻璃在空间应用的抗辐照性能、透过率、机械强度不能满足深空探测的问题。
2、本发明中采用硅酸盐玻璃为基础配方，玻璃配方中适量的增加和调整二氧化铈(CeO2)和氧化钕(Nd2O3)的比例，同时采用氧化镧(La2O3)、氧化镱(Yb2O3)与氧化钕(Nd2O3)、二氧化铈(CeO2)协同配合，能够提升玻璃的抗紫外吸收性能，保证玻璃在空间应用的质量和各项性能满足应用要求，降低玻璃的研发和生产成本；
本发明玻璃配方中二氧化铈(CeO2)能够起到澄清的作用，减少玻璃缺陷的产生；同时使用二氧化铈作为空间抗辐射剂，具有良好的紫外吸收能力和耐辐射，提高了抗辐照稳定性，降低了紫外光透过率，增强了玻璃成品应对空间各种高能粒子、电子、质子等的抗辐射能力；而氧化钕(Nd2O3)的加入可以减少二氧化铈(CeO2)的用量，采用氧化钕(Nd2O3)替代玻璃中部分二氧化铈(CeO2)作为抗辐照玻璃的抗辐照剂，保证了抗辐照玻璃的熔化均匀，进一步降低玻璃紫外透过率，提升抗辐照玻璃的紫外吸收性能；氧化镧(La2O3)的低熔点使玻璃熔化更容易，使光学性能得到进一步提高，氧化镱(Yb2O3)硬度高，不仅可以与氧化镧(La2O3)协同提高玻璃的抗紫外吸收性能，同时使制造的玻璃力学性能优良，表面耐磨性能和抗冲击性能得到提高，满足空间用抗辐射玻璃盖片的力学性能要求；同时由于镧(La)、镱(Yb)、钕(Nd)三种元素的协同应用，使玻璃网络结构优化，大大改善由于网络外体(氧化钠、氧化钾、氧化锶、氧化钡)元素的应用而使玻璃强度降低的问题，促进玻璃对紫外光的吸收，提高玻璃的应用寿命。
3、二氧化铈(CeO2)、硝酸钾(KNO3)、三氧化二锑(Sb2O3)、焦锑酸钠(Na2H2Sb2O7·5H2O)作为本发明玻璃的澄清剂，促进玻璃熔化时气泡的排除，减少玻璃缺陷的产生，部分元素的应用能够对玻璃的结构起到补网作用，提高制品的领域和扩大应用环境。其中采用硝酸钾和三氧化二锑复配，解决了玻璃中因加入铈元素和钕元素影响可见光透过率的问题，同时降低了紫外光透过率，增强了玻璃的抗辐照性能，使玻璃具有良好的紫外吸收能力。
4、本发明中二氧化硒(SeO2)主要作用是降低着色剂的着色作用，提高玻璃的脱色性能，使玻璃的透光性能进一步提高，提高玻璃在空间中应用时光学透过性能，三氧化二铋(Bi2O3)能够降低玻璃液的粘度，降低玻璃熔化温度，同时Bi-O能够进入到玻璃熔体中，与Si-O形成复合的网络结构，二氧化碲(TeO2)是玻璃形成氧化物，能够使玻璃的结构更加紧密，在二氧化硒(SeO2)、三氧化二铋(Bi2O3)与二氧化碲(TeO2)相互配合作用下，Te-O与Bi-O、Si-O形成均一的致密的网络结构，提高了玻璃结构的稳定性。
5、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)起到助熔，加速玻璃熔制和澄清的作用，氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)混合碱效应，降低了玻璃表面张力，同时Na+、K+两种元素的加入，对玻璃的结构进行优化，有利于成品玻璃进行化学钢化，从而提升玻璃的抗弯强度、表面耐磨性能和抗冲击性能；氧化锶(SrO)、氧化钡(BaO)能够改善玻璃性能，增加玻璃的稳定性，降低玻璃的高温粘度，高温助熔，改善玻璃的料性；氧化钡(BaO)能够有效提高玻璃的光学性能，利于提高视窗玻璃光谱透过率，提升玻璃表面的结构致密程度，对玻璃在空间应用提供支持。
6、本发明采用低温加料法，通过控制加料温度，降低玻璃组成中易挥发组分(如纯碱、二氧化硒、二氧化碲、硝酸钾等)在高温下的挥发，在升温过程中，上表面的原料会形成一层保护膜，防止和减少下部的易挥发组成继续挥发，保证玻璃组成的稳定性，同时能够使玻璃在熔化时形成均匀的均一体，使玻璃的网络结构更加致密，取得很好的熔制效果，保证玻璃组成和性能稳定，使玻璃熔化均匀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，按质量份数计，所述玻璃原料包括1.2份二氧化铈，4.6份氧化钕，0.8份氧化镧，3.5份氧化镱，3.4份碳酸钠，4.7份氧化铝，72.2份硅砂，5.7份碳酸锶，11.3份碳酸钡，0.3份二氧化硒，2.5份三氧化二铋，0.5份二氧化碲，10份硝酸钾，1.2份三氧化二锑，1.6份焦锑酸钠。
所述抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、备料
按照上述的原料配方称取各组分，混合均匀，得到混合料备用；
B、熔制
将原料加入到200℃的熔融炉中升温，在1680℃将原料熔化成玻璃液，边搅拌边将原料熔化，采用33#AZS材料制成的搅拌桨搅拌，并在搅拌池外部包裹白金，将玻璃液于1650℃澄清3h；熔融炉采用耐火材料和电极组成，所述耐火材料为无缩孔浇筑41#AZS材料，并且耐火材料的内衬上包裹白金；所述电极为钼电极；
C、浇铸成型
保证浇铸成型的模具温度在700℃。
D、退火
控制退火温度为590℃，退火速率3℃/h，得到玻璃样品。
E、二次退火
从室温升温至750℃，在750℃保温15h，然后以4℃/h的速率降到70℃，再由70℃自然降至室温，制得抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，对抗紫外吸收空间耐辐照玻璃进行切割、研磨、抛光，得到玻璃成品。
实施例2
抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，按质量份数计，所述玻璃原料包括5.9份二氧化铈，0.5份氧化钕，3.2份氧化镧，0.7份氧化镱，12.3份碳酸钠，0.4份氧化铝，78.3份硅砂，10.7份碳酸锶，4.6份碳酸钡，1.5份二氧化硒，0.9份三氧化二铋，1.6份二氧化碲，4.8份硝酸钾，2.5份三氧化二锑，0.7份焦锑酸钠。
所述抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、备料
按照上述的原料配方称取各组分，混合均匀，得到混合料备用；
B、熔制
将原料加入到150℃的熔融炉中升温，在1730℃将原料熔化成玻璃液，边搅拌边将原料熔化，采用33#AZS材料制成的搅拌桨搅拌，并在搅拌池外部包裹白金，将玻璃液于1670℃澄清1h；熔融炉采用耐火材料和电极组成，所述耐火材料为无缩孔浇筑41#AZS材料，并且耐火材料的内衬上包裹白金；所述电极为钼电极；
C、浇铸成型
保证浇铸成型的模具温度在800℃。
D、退火
控制退火温度为750℃，退火速率1℃/h，得到玻璃样品。
E、二次退火
从室温升温至750℃，在750℃保温22h，然后以2℃/h的速率降到70℃，再由70℃自然降至室温，制得抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，对抗紫外吸收空间耐辐照玻璃进行切割、研磨、抛光，得到玻璃成品。
实施例3
抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，按质量份数计，所述玻璃原料包括2份二氧化铈，1份氧化钕，2份氧化镧，1份氧化镱，6份碳酸钠，3份氧化铝，75份硅砂，8份碳酸锶，7份碳酸钡，1.2份二氧化硒，1份三氧化二铋，1份二氧化碲，5份硝酸钾，2份三氧化二锑，1份焦锑酸钠。
所述抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、备料
按照上述的原料配方称取各组分，混合均匀，得到混合料备用；
B、熔制
将原料加入到320℃的熔融炉中升温，在1700℃将原料熔化成玻璃液，边搅拌边将原料熔化，采用33#AZS材料制成的搅拌桨搅拌，并在搅拌池外部包裹白金，将玻璃液于1660℃澄清2h；熔融炉采用耐火材料和电极组成，所述耐火材料为无缩孔浇筑41#AZS材料，并且耐火材料的内衬上包裹白金；所述电极为钼电极；
C、浇铸成型
保证浇铸成型的模具温度在750℃。
D、退火
控制退火温度为600℃，退火速率2℃/h，得到玻璃样品。
E、二次退火
从室温升温至750℃，在750℃保温18h，然后以3℃/h的速率降到70℃，再由70℃自然降至室温，制得抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，对抗紫外吸收空间耐辐照玻璃进行切割、研磨、抛光，得到玻璃成品。
实施例4
抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，按质量份数计，所述玻璃原料包括2份二氧化铈，1份氧化钕，3份氧化镧，1份氧化镱，10份碳酸钠，4份氧化铝，75份硅砂，9份碳酸锶，5份碳酸钡，0.5份二氧化硒，1份三氧化二铋，0.8份二氧化碲，8份硝酸钾，1.5份三氧化二锑，1.0份焦锑酸钠。
所述抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、备料
按照上述的原料配方称取各组分，混合均匀，得到混合料备用；
B、熔制
将原料加入到250℃的熔融炉中升温，在1690℃将原料熔化成玻璃液，边搅拌边将原料熔化，采用33#AZS材料制成的搅拌桨搅拌，并在搅拌池外部包裹白金，将玻璃液于1655℃澄清2.5h；熔融炉采用耐火材料和电极组成，所述耐火材料为无缩孔浇筑41#AZS材料，并且耐火材料的内衬上包裹白金；所述电极为钼电极；
C、浇铸成型
保证浇铸成型的模具温度在780℃。
D、退火
控制退火温度为650℃，退火速率2℃/h，得到玻璃样品。
E、二次退火
从室温升温至750℃，在750℃保温20h，然后以3℃/h的速率降到70℃，再由70℃自然降至室温，制得抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，对抗紫外吸收空间耐辐照玻璃进行切割、研磨、抛光，得到玻璃成品。
实施例5
抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，按质量份数计，所述玻璃原料包括4份二氧化铈，3份氧化钕，2份氧化镧，2.5份氧化镱，8份碳酸钠，3份氧化铝，78份硅砂，8份碳酸锶，6份碳酸钡，1份二氧化硒，1.5份三氧化二铋，0.9份二氧化碲，7份硝酸钾，2份三氧化二锑，1.2份焦锑酸钠。
所述抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、备料
按照上述的原料配方称取各组分，混合均匀，得到混合料备用；
B、熔制
将原料加入到300℃的熔融炉中升温，在1720℃将原料熔化成玻璃液，边搅拌边将原料熔化，采用33#AZS材料制成的搅拌桨搅拌，并在搅拌池外部包裹白金，将玻璃液于1650℃澄清3h；熔融炉采用耐火材料和电极组成，所述耐火材料为无缩孔浇筑41#AZS材料，并且耐火材料的内衬上包裹白金；所述电极为钼电极；
C、浇铸成型
保证浇铸成型的模具在720℃。
D、退火
控制退火温度为700℃，退火速率1℃/h，得到玻璃样品。
E、二次退火
从室温升温至750℃，在750℃保温15h，然后以4℃/h的速率降到70℃，再由70℃自然降至室温，制得抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，对抗紫外吸收空间耐辐照玻璃进行切割、研磨、抛光，得到玻璃成品。
按质量百分比计，实施例1-5制备得到的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的成分包括1.2-5.9％CeO2，0.5-4.6％Nd2O3，0.8-3.2％La2O3，0.7-3.5％Yb2O3，2.1-7.4％Na2O，0.4-4.7％Al2O3，72.2-78.3％SiO2，4.0-7.5％SrO，3.6-8.8％BaO，0.3-1.5％SeO2，0.9-2.5％Bi2O3，0.5-1.6％TeO2，4.8-10％K2O，1.6-3.5％Sb2O3。
对比例1
与实施例3相比，区别仅在于玻璃原料中不包括氧化镧、氧化镱，其余制备方法步骤相同。
对比例2
与实施例3相比，区别仅在于玻璃原料中不包括氧化镧，其余制备方法步骤相同。
对比例3
与实施例3相比，区别仅在于玻璃原料中不包括氧化镱，其余制备方法步骤相同。
对比例4
与实施例3相比，区别仅在于玻璃原料中不包括二氧化硒、三氧化二铋，其余制备方法步骤相同。
对比例5
与实施例3相比，区别仅在于玻璃原料中不包括二氧化硒，其余制备方法步骤相同。
对比例6
与实施例3相比，区别仅在于玻璃原料中不包括三氧化二铋，其余制备方法步骤相同。
性能测试
对实施例1-6和对比例1-6制备的玻璃盖片样品进行性能测试，结果见表1、表2。
1、紫外吸收测试
按照GJB1976-94空间用抗辐照玻璃盖片规范进行透过率测试，结果见表1。
表1玻璃光学透过率
Figure BDA0002576430950000091
表1中330nm处数据是指紫外光透过，其数值越小，说明抗紫外性能越好，玻璃制品在在太空中应用寿命越长。
2、抗弯强度
按照JC╱T977-2005化学钢化玻璃进行测试，结果见表2。
3、表面耐磨性
按照GB/T 37900-2019超薄玻璃硬度和断裂韧性试验方法小负荷维氏硬度压痕法测试本发明0.1mm厚度的玻璃维氏硬度，结果见表2。
4、抗冲击性能
将2mm厚度的玻璃样品按照JC╱T977-2005化学钢化玻璃进行测试，结果见表2。
5、表面强度
按照JC╱T977-2005化学钢化玻璃测试玻璃表面压应力，结果见表2。
6、耐冷热冲击性能
按照GJB1976-94空间用抗辐照玻璃盖片规范进行测试，结果见表2。
Figure BDA0002576430950000101
由表1可知，本发明实施例3玻璃中采用氧化镧、氧化镱与二氧化铈、氧化钕搭配，制备得到的玻璃盖片在330nm及以下的波段光学透过率≤0.05％，400nm的光学透过率≥90％，450nm的光学透过率≥91.2％，500-2000nm的平均光学透过率≥92.4％；抗弯强度172MPa，维氏硬度在350kgf/mm2，而对比例1-3单独采用氧化镧与二氧化铈、氧化钕搭配，或氧化镱与二氧化铈、氧化钕搭配，或只采用二氧化铈、氧化钕搭配，制备得到的玻璃盖片抗紫外吸收性能和抗弯强度、表面耐磨性能都较实施例3差，可见本发明玻璃配方中采用氧化镧、氧化镱与二氧化铈、氧化钕搭配，不仅提高了玻璃的抗紫外吸收性能，还提高了玻璃的抗弯强度、表面耐磨性能。
同样的，实施例3采用二氧化硒、三氧化二铋与二氧化碲协同作用，制备得到的玻璃表面压应力345MPa，耐冷热冲击性能：-180℃～100℃破损率0.2％，由对比例4-6可知，单独采用二氧化硒与二氧化碲协同作用，或单独采用三氧化二铋与二氧化碲协同作用，或只采用二氧化碲，制备得到的玻璃表面压应力和耐冷热冲击性能均较差，可见本发明玻璃配方中二氧化硒、三氧化二铋与二氧化碲协同作用，提高了玻璃表面压应力和耐冷热冲击性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，其特征在于，按质量份数计，所述玻璃原料包括1.2-5.9份二氧化铈，0.5-4.6份氧化钕，0.8-3.2份氧化镧，0.7-3.5份氧化镱，3.4-12.3份碳酸钠，0.4-4.7份氧化铝，72.2-78.3份硅砂，5.7-10.7份碳酸锶，4.6-11.3份碳酸钡，0.3-1.5份二氧化硒，0.9-2.5份三氧化二铋，0.5-1.6份二氧化碲，4.8-10份硝酸钾，1.2-2.5份三氧化二锑，0.7-1.6份焦锑酸钠。
2.一种抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、备料
按照权利要求1所述的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的原料配方称取各组分，混合均匀，得到混合料备用；
B、熔制
将步骤A得到的混合料加入到150-320℃的熔融炉中升温，在1680-1730℃将原料熔化成玻璃液；
C、浇铸成型
将步骤B得到的玻璃液浇铸成型，得到浇铸玻璃样品；
D、退火
将步骤C得到的浇注玻璃样品进行退火处理，控制退火温度为590-750℃，退火速率1-3℃/h，得到玻璃样品；
E、二次退火
将步骤D得到的玻璃样品从室温升温至750℃，在750℃保温15-22h，然后以2-4℃/h的速率降到70℃，再由70℃自然降至室温，制得抗紫外吸收空间耐辐照玻璃。
3.根据权利要求2所述的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤A后和步骤B前还包括澄清步骤，所述澄清步骤包括将玻璃液于1650-1670℃澄清1-3h。
4.根据权利要求2所述的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤E后还包括对抗紫外吸收空间耐辐照玻璃进行切割、研磨、抛光。
5.根据权利要求2所述的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤C浇注成型时，模具温度在700-800℃。
6.根据权利要求2所述的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤B熔化时边搅拌边熔化。
7.根据权利要求6所述的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤B熔化时采用33#AZS材料制成的搅拌桨搅拌，并在搅拌桨外部和熔融炉搅拌池内部都包裹白金。
8.根据权利要求2所述的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤B熔融炉由耐火材料和电极组成。
9.根据权利要求8所述的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法，其特征在于，所述耐火材料为无缩孔浇筑41#AZS材料，并且耐火材料的内衬上包裹白金；所述电极为钼电极。
10.按照权利要求2所述的一种抗紫外吸收空间耐辐照玻璃的制备方法制备得到的抗紫外吸收空间耐辐照玻璃，其特征在于，按质量百分比计，所述玻璃的成分包括1.2-5.9％CeO2，0.5-4.6％Nd2O3，0.8-3.2％La2O3，0.7-3.5％Yb2O3，2.1-7.4％Na2O，0.4-4.7％Al2O3，72.2-78.3％SiO2，4.0-7.5％SrO，3.6-8.8％BaO，0.3-1.5％SeO2，0.9-2.5％Bi2O3，0.5-1.6％TeO2，4.8-10％K2O，1.6-3.5％Sb2O3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113929302A (zh) * 2021-11-17 2022-01-14 九江润诚新材料有限公司 一种耐高温的特种玻璃的生产方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007290899A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Ohara Inc ガラス組成物
CN101172772A (zh) * 2006-10-23 2008-05-07 株式会社小原 光学玻璃
CN102643021A (zh) * 2012-05-09 2012-08-22 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种用于生产铝硅酸盐玻璃的复合性能增强剂
CN104909561A (zh) * 2015-06-01 2015-09-16 秦皇岛星箭特种玻璃有限公司 一种轻体量柔性抗辐照玻璃盖片及其制备方法
CN106477878A (zh) * 2016-10-24 2017-03-08 盐城工学院 一种耐电离辐照和抗紫外线透明包装玻璃
JP2017193464A (ja) * 2016-04-20 2017-10-26 株式会社オハラ 光学ガラス

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005023702B4 (de) * 2005-05-23 2012-01-26 Schott Ag Hydrolysebeständiges Glas, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007290899A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Ohara Inc ガラス組成物
CN101172772A (zh) * 2006-10-23 2008-05-07 株式会社小原 光学玻璃
CN102643021A (zh) * 2012-05-09 2012-08-22 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种用于生产铝硅酸盐玻璃的复合性能增强剂
CN104909561A (zh) * 2015-06-01 2015-09-16 秦皇岛星箭特种玻璃有限公司 一种轻体量柔性抗辐照玻璃盖片及其制备方法
JP2017193464A (ja) * 2016-04-20 2017-10-26 株式会社オハラ 光学ガラス
CN106477878A (zh) * 2016-10-24 2017-03-08 盐城工学院 一种耐电离辐照和抗紫外线透明包装玻璃

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