CN112811813B - 一种硼硅玻璃组合物、硼硅玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种硼硅玻璃组合物,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物包含:75‑79摩尔%的SiO2、2‑6摩尔%的Al2O3、8‑12摩尔%的B2O3、0‑2摩尔%的K2O、5‑7.5摩尔%的Na2O、0.5‑2摩尔%的CaO、0‑2摩尔%的MgO、0‑1摩尔%的BaO、0‑1摩尔%的ZrO2、0‑2摩尔%的ZnO、0‑0.05摩尔%的Se2O3、0‑0.05摩尔%的MoO3、0‑0.001摩尔%的CeO2、0‑0.015摩尔%的Fe2O3、0‑0.002摩尔%的CuO和0‑0.002摩尔%的La2O3。本公开的硼硅玻璃组合物可以获得具有良好理化性能和较低电阻率的硼硅玻璃,制备出的硼硅玻璃具有化学稳定性良好、电阻率低、热膨胀系数低、晶体稳定性良好等优点,同时易熔融和拉伸、结晶化足够稳定,能够用于医药领域、尤其适用于药物的初级包装。

Description

一种硼硅玻璃组合物、硼硅玻璃及其制备方法和应用
技术领域
本公开涉及材料领域,具体地,涉及一种硼硅玻璃组合物、硼硅玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
随着药用玻璃技术的发展,对中硼硅玻璃的需求越来越大。在这样的趋势下,对玻璃性能抗水性、耐酸性和耐碱性的要求非常严格,可以用到的玻璃电熔技术有全电熔化和部分助熔(亦称电助熔)两种,电熔技术有诸多优点,比如降低能耗、增加产量、减少环境污染等。玻璃液在高温1200℃状态以上时,电阻率是熔化、澄清玻璃的一项重要指标,随温度的升高而降低。因此,通过控制玻璃高温电阻率对药用玻璃的生产具有重要意义。
对于工业的电加热来说,普遍采用小电压,大电流的方式,当电压一定的情况下,P=U2/R,因此当加热电压不变的情况下,电阻率降低有利于加热功率的提升。现有的玻璃组合物熔融为高温的玻璃液时具有较高的电阻率。
发明内容
本公开的目的是提供一种硼硅玻璃组合物、硼硅玻璃及其制备方法和应用。
为了实现上述目的,本公开第一方面提供一种硼硅玻璃组合物,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物包含:75-79摩尔%的SiO2、2-6摩尔%的Al2O3、8-12摩尔%的B2O3、0-2摩尔%的K2O、5-7.5摩尔%的Na2O、0.5-2摩尔%的CaO、0-2摩尔%的MgO、0-1摩尔%的BaO、0-1摩尔%的ZrO2、0-2摩尔%的ZnO、0-0.05摩尔%的Se2O3、0-0.05摩尔%的MoO3、0-0.001摩尔%的CeO2、0-0.015摩尔%的Fe2O3、0-0.002摩尔%的CuO和0-0.002摩尔%的La2O3
可选地,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物包含:76-78摩尔%的SiO2、3-6摩尔%的Al2O3、9.5-10.5摩尔%的B2O3、0.001-0.8摩尔%的K2O、5-7摩尔%的Na2O、0.5-2摩尔%的CaO、0.001-1摩尔%的MgO、0.001-0.6摩尔%的BaO、0-0.03摩尔%的ZrO2、0.001-1.5摩尔%的ZnO、0.0001-0.05摩尔%的Se2O3、0.0001-0.05摩尔%的MoO3、0-0.001摩尔%的CeO2、0-0.012摩尔%的Fe2O3、0-0.0015摩尔%的CuO和0-0.0015摩尔%的La2O3
可选地,按照摩尔百分比计:
根据式(1)计算得A为0.5-1.901摩尔%;
A=MgO+CaO+BaO+ZnO 式(1);
根据式(2)计算所得到的B为5-9.3摩尔%;
B=K2O+Na2O 式(2);
根据式(3)计算所得到的C为0-0.615;
C=K2O/(K2O+Na2O) 式(3);
根据式(4)计算所得到的D为0-0.98;
D=MgO/(CaO+ZnO+MgO+BaO) 式(4);
根据式(5)计算所得到的E为0-0.998;
E=CaO/(CaO+ZnO+MgO+BaO) 式(5);
根据式(6)计算所得到的F为0-0.5;
F=ZnO/(CaO+ZnO+MgO+BaO) 式(6);
其中,每种组分代表该组分在所述硼硅玻璃组合物中的摩尔百分比。
可选地,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-1.28摩尔%含氟化合物,所述含氟化合物选自Na2SiF6、CaF2、NaF和MgF2中的一种或几种;
可选地,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-0.5摩尔%含氯化合物,所述含氯化合物选自NaCl、NaClO3和NaClO4中的一种或几种。
可选地,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-0.003摩尔%的无机硫酸盐,所述无机硫酸盐选自CaSO4、Na2SO4、K2SO4和MgSO4中的一种或几种。
可选地,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0.5-0.8摩尔%的K2O。
本公开第二方面提供一种制备硼硅玻璃的方法,该方法包括:将本公开第一方面所述的硼硅玻璃组合物依次进行熔融处理、澄清均化、成型处理、退火处理。
可选地,所述熔融处理的条件包括:熔融温度为1500℃以上,熔融时间为1h以上;
所述澄清均化的条件包括:澄清温度为1630-1640℃,澄清时间为1-8h,使用的澄清剂选自CeO2、NaCl、CaCl2、CaF2、NaF、Na2SiF6、Na2S、CaS、MgS和ZnS中的一种或几种;以组合物的总摩尔数为基准,所述澄清剂的含量为0.002-0.5摩尔%。
本公开第三方面提供采用本公开第二方面所述的方法制备的硼硅玻璃。
可选地,以硼硅玻璃的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃中氯元素含量为0-0.5摩尔%,氟元素含量为0-1.5摩尔%,以SO3计的硫元素含量为0-0.006摩尔%;
优选地,氯元素的含量为0.003-0.5摩尔%,氟元素的含量为0.001-0.8摩尔%,以SO3计的硫元素的含量为0-0.005摩尔%。
可选地,所述硼硅玻璃在1500℃时玻璃熔体的电阻率为0-15Ω·cm,优选为0-10Ω·cm。
本公开第四方面提供本公开第三方面所述的硼硅玻璃在医药领域的应用。
通过上述技术方案,本公开的硼硅玻璃组合物可以获得具有良好理化性能和较低电阻率的硼硅玻璃,该玻璃组合物能够降低熔制中能量损耗、提高资源的利用率,降低玻璃生产企业的生产成本。本公开制备出的硼硅玻璃具有化学稳定性良好、电阻率低、热膨胀系数低、晶体稳定性良好等优点,同时易熔融和拉伸,总碱金属离子释放少,铝离子释放也明显降低,且明显降低了总离子释放,玻璃的抗水解性优异,此外,本公开的硼硅玻璃对结晶化足够稳定,且具有非常低的析晶倾向。能够用于医药领域、尤其适用于药物的初级包装。还可降低生产成本、减少CO2等温室气体的排放,符合环境友好的原则,可进行大规模的医药工业生产。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
本公开第一方面提供一种硼硅玻璃组合物,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物包含:75-79摩尔%的SiO2、2-6摩尔%的Al2O3、8-12摩尔%的B2O3、0-2摩尔%的K2O、5-7.5摩尔%的Na2O、0.5-2摩尔%的CaO、0-2摩尔%的MgO、0-1摩尔%的BaO、0-1摩尔%的ZrO2、0-2摩尔%的ZnO、0-0.05摩尔%的Se2O3、0-0.05摩尔%的MoO3、0-0.001摩尔%的CeO2、0-0.015摩尔%的Fe2O3、0-0.002摩尔%的CuO和0-0.002摩尔%的La2O3
本公开提供的硼硅玻璃组合物可以获得具有良好理化性能和较低电阻率的硼硅玻璃。发明人调整了硼硅玻璃组合物中K2O的含量,能够显著降低总碱金属离子的释放量,使得采用本公开的硼硅玻璃组合物制备的玻璃能够具有良好的抗水解性。相对于现有技术,铝离子的释放量也明显降低,从而使与其相关的健康风险最小化。
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物包含:76-78摩尔%的SiO2、3-6摩尔%的Al2O3、9.5-10.5摩尔%的B2O3、0.001-0.8摩尔%的K2O、5-7摩尔%的Na2O、0.5-2摩尔%的CaO、0.001-1摩尔%的MgO、0.001-0.6摩尔%的BaO、0-0.03摩尔%的ZrO2、0.001-1.5摩尔%的ZnO、0.0001-0.05摩尔%的Se2O3、0.0001-0.05摩尔%的MoO3、0-0.001摩尔%的CeO2、0-0.012摩尔%的Fe2O3、0-0.0015摩尔%的CuO和0-0.0015摩尔%的La2O3
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物中K2O含量可以为0.001-1.8摩尔%,优选为0.001-1.5摩尔%,进一步优选为0.001-1摩尔%,特别优选为0.001-0.8摩尔%,最优选为0.5-0.8摩尔%。发明人发现,本公开使用的K2O的含量范围,不仅能减少碱金属的总释放量,而且还能显著降低其他离子,例如铝离子的释放量。0.5摩尔%以上的K2O含量能够提高硼硅玻璃的抗水解性。玻璃容器在制成之后,其中的碱金属硼酸盐在随后的冷却工序中发生析晶,破坏玻璃结构,导致被损伤的容器的玻璃内表面在消毒过程中通过与盛放的药用物质的反应而渗出,从而使渗出的玻璃部位呈鳞片状分解。本公开的K2O含量范围可以有效改善玻璃的析晶性,减少玻璃容器的损伤。
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物中SiO2的含量范围可以为75-78摩尔%,优选为75-77摩尔%,或76-78摩尔%,或75-76摩尔%。本公开提供的硼硅玻璃组合物避免了SiO2含量过高导致的熔融温度和加工温度升高,有效降低能源的消耗。
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物中Al2O3的含量可以为2-5摩尔%,或3-6摩尔%,优选为2-4摩尔%,进一步优选为3-4摩尔%。Al2O3的加入使玻璃形成一种比较紧凑的结构,使其在受到水溶液侵蚀时,能较大程度上减少碱金属的释放,并且Al2O3可以改善玻璃的析晶稳定性。
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物中B2O3的含量可以为8-10摩尔%,或10.5-11.5摩尔%,或8-9摩尔%,或9.5-10.5摩尔%。组合物中的B2O3改善了玻璃的抗水解性,使得碱金属离子能够牢固地连接在玻璃结构中,同时也可以避免硼含量过高导致的容器塑模过程中的蒸发。
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物中Na2O的含量优选为6.5-7.5摩尔%,或5-7摩尔%。
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物中CaO的含量可以为0.5-1.84摩尔%,优选为0.8-1.84摩尔%。钙的加入降低了加工温度,并且能够改善硼硅玻璃的耐酸性。
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物中BaO的含量优选为0.001-0.6摩尔%,进一步优选为0.001-0.5摩尔%。
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物中ZrO2的含量优选为0.001-0.05摩尔%,或0-0.03摩尔%。ZrO2的引入可以较大程度地提高抗水解性。
在一种实施方式中,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物中ZnO的含量为0.001-1.5摩尔%,优选为0.001-1摩尔%。本公开的硼硅玻璃组合物中ZnO的含量范围有助于提高晶体稳定性,同时也可以降低玻璃在高温条件下的电阻率。
根据本公开的一种实施方式,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-0.001摩尔%的CeO2;优选的实施方式中,CeO2的含量为0.001摩尔%。在医药领域的玻璃容器通常要求在灌装前消毒,除在温度约为250℃至300℃下加热消毒或超高温蒸汽消毒之外,还需要进行高能射线(例如β射线、γ射线、强紫外线)的消毒。玻璃容器会因所使用的射线剂量而显示出黄色乃至棕色。CeO2的加入可以避免此类情况,使制备出的玻璃制品对射线稳定,在高能射线进行的消毒过程中不会变色。
根据本公开的一种实施方式,按照摩尔百分比计:
根据式(1)计算得A为0.5-4.05摩尔%;
A=MgO+CaO+BaO+ZnO 式(1);
根据式(2)计算所得到的B为5-9.3摩尔%;
B=K2O+Na2O 式(2);
根据式(3)计算所得到的C为0-0.615;
C=K2O/(K2O+Na2O) 式(3);
根据式(4)计算所得到的D为0-0.999;
D=MgO/(CaO+ZnO+MgO+BaO) 式(4);
根据式(5)计算所得到的E为0-0.999;
E=CaO/(CaO+ZnO+MgO+BaO) 式(5);
根据式(6)计算所得到的F为0-0.6;
F=ZnO/(CaO+ZnO+MgO+BaO) 式(6);
其中,每种组分代表该组分在所述硼硅玻璃组合物中的摩尔百分比。优选地,A为0.5-1.901摩尔%,B为5-7.3摩尔%,D为0-0.98,E为0-0.998,F为0-0.5。
本公开的发明人意外地发现,硼硅玻璃组合物中的各组分含量满足式(1)-式(6)定义的A、B、C、D、E和F的范围的情况下,能够实现玻璃组合物各组分之间的协同效果,制备得到的硼硅玻璃的电导率进一步降低且理化性能进一步提升,且硼硅玻璃的变温稳定性进一步得到改善。
根据本公开,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-1.28摩尔%的含氟化合物,优选地,含有0.5-1.28摩尔%的含氟化合物;所述含氟化合物选自Na2SiF6、CaF2、NaF和MgF2中的一种或几种;具体地,含氟化合物为Na2SiF6和/或CaF2,制备玻璃需要将混合料进行高温熔融处理,含氟化合物的加入可以有效降低玻璃熔体的粘度、高温表面张力和高温体积电阻率。本公开的组合物中含氟化合物的含量避免了氟化物过量引起的乳浊和析晶。
根据本公开,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-0.5摩尔%的含氯化合物;优选地,含有0.003-0.5摩尔%的含氯化合物;所述含氯化合物选自NaCl、NaClO3和NaClO4中的一种或几种;优选为NaCl。
根据本公开,硼硅玻璃组合物中的含氟化合物和含氯化合物含量不做特殊要求,能满足制备出的硼硅玻璃中氯元素的含量为0-0.5摩尔%,氟元素含量为0-1.5摩尔%即可。
根据本公开,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-0.003摩尔%的无机硫酸盐,所述无机硫酸盐选自CaSO4、Na2SO4、K2SO4和MgSO4中的一种或几种,优选为CaSO4和/或Na2SO4,无机硫酸盐的加入可以消除组合物中含有的气态夹杂物。
本公开第二方面提供一种制备硼硅玻璃的方法,该方法包括:将本公开第一方面所述的硼硅玻璃组合物依次进行熔融处理、澄清均化、成型处理、退火处理。
根据本公开,所述熔融处理的条件包括:熔融温度大于1500℃,熔融时间大于1h,优选地,熔融温度为1500-1580℃,熔融时间为1-8h;硼硅玻璃组合物的熔融处理的方式选自为连续熔融池窖、电加热和燃气加热中的一种或几种;优选地,使用电加热和/或燃气加热,其中电加热是指通过多组成对电极直接向混合料加热,促使完成反应、澄清均化等过程,所述电极可以为氧化钼电极或铂金电极。本领域技术人员可以根据实际情况确定具体的熔融温度和熔融时间,此为本领域技术人员所熟知,在此不再赘述。
所述澄清均化的条件包括:澄清温度为1630-1640℃,澄清时间为1-8h,使用的澄清剂选自CeO2、NaCl、CaCl2、CaF2、NaF、Na2SiF6、Na2S、CaS、MgS和ZnS中的一种或几种;以组合物的总摩尔数为基准,所述澄清剂的含量为0.002-0.5摩尔%;优选地,澄清剂选自NaCl、CaF2和Na2SiF6中的一种或几种。本公开的技术方案使用复合澄清剂,即使用两种或两种以上的澄清剂进行澄清均化,每种澄清剂在不同温度下进行玻璃中的气泡的去除,例如,CeO2澄清剂在1300-1450℃进行气泡去除,NaCl澄清剂在1400℃以上进行气泡去除,澄清剂CaF2和Na2SiF6在1500℃以上进行气泡去除。制备硼硅玻璃的其他步骤为本领域常规的,在此不做赘述。
本公开第三方面提供一种采用本公开第二方面所述的方法制备的硼硅玻璃。
根据本公开,以硼硅玻璃的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃中氯元素含量为0-0.5摩尔%,氟元素含量为0-1.5摩尔%,以SO3计的硫元素含量为0-0.006摩尔%;优选地,氯元素的含量为0.003-0.5摩尔%,氟元素的含量为0.001-0.8摩尔%,以SO3计的硫元素的含量为0-0.005摩尔%。
根据本公开,所述硼硅玻璃在1500℃时玻璃熔体的电阻率为0-15Ω·cm,优选为0-10Ω·cm。热膨胀系数CTE(50-380℃)的范围为52×10-7-55.1×10-7/K。
本公开制备的硼硅玻璃具有化学稳定性良好、电阻率低、晶体稳定性良好等优点,可降低生产成本、减少CO2等温室气体的排放,符合环境友好的原则,且制备出的硼硅玻璃更适用于药用玻璃的生产。
本公开第四方面提供本公开第三方面所述的硼硅玻璃在医药领域的应用。
本公开的硼硅玻璃能够较容易地被熔融和拉伸,例如,通过Danner-拉管方法拉伸成管。而由玻璃制成的药用容器及初级包装通常通过热成型制成,因此本公开的硼硅玻璃非常适用于药物的初级包装,同时保存在容器中的药用物质,尤其是水性或含水的药用物质,例如水溶液、注射剂,不会明显地侵入硼硅玻璃,从而使玻璃不释放或很少地释放出离子。
本公开的硼硅玻璃在医药领域的应用包括所有广泛意义上的玻璃容器的种类、尺寸和形状。由此可被理解为能被封闭且能应用在医药领域中的所有形状的玻璃制空心体,例如瓶子(管状)、安瓿、注射器等。
下面通过实施例对本公开做进一步的说明,但并不因此而限制本公开的内容。
实施例和对比例中,所用到的各种试剂均为商购。
理化性质根据以下方法进行测试:
(1)耐酸性测试方法:参照GB/T15728-1995的方法。
(2)耐碱性测试方法:参照GB/T6580-1997的方法。
(3)耐水性测试方法:参照GB/T15728-1995的方法。
(4)退火点温度和应变点温度:参照ASTM C-336使用退火应变点测试仪测定玻璃的退火点和应变点,单位为℃。
(5)软化点温度:采用参照ASTM C-338使用软化点测试仪测定玻璃的软化点,单位为℃。
(6)杨氏模量:采用参照ASTM C-623使用材料力学试验机测定玻璃杨氏模量,单位为GPa。
(7)维氏硬度:采用维氏硬度计测量,单位为MPa。
(8)密度:采用GB/T 7962.20-2010的方法。
(9)泊松比:采用GB/T 31544-2015的方法。
(10)膨胀系数CTE(50-380℃):采用GB/T 16920-2015的方法。
(11)电阻率(1500℃):采用电桥法。
(12)Cl和F元素含量的测试方法:采用GB/T 15549-2008的方法。
(13)SO3的测试方法:采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)法。
实施例1-19用于说明本公开的硼硅玻璃组合物和硼硅玻璃及其制备方法。
所述硼硅玻璃按下述方法制成:
按照表1-5所示的实施例1-19的原料组成,称量各组分,混匀,在铂坩埚中,1630℃下熔融处理2.5-4.5小时。之后将熔制好的玻璃液进行澄清均化,澄清温度为1636-1640℃,澄清时间3小时,澄清剂为NaCl、CaF2、Na2SiF6,澄清剂的总用量为0.1摩尔%,然后在钢板上进行成型处理,形成块状玻璃。然后将玻璃制品退火1-2小时,退火温度为553-575℃。冷却后进行切割,得到50*20*25mm的块状硼硅玻璃成品。对制备出的硼硅玻璃进行各项性能测试,并采用GB/T 15549-2008的方法对成品玻璃中的F元素和Cl元素含量进行测试,结果列于表1-5。
表1
Figure BDA0002900714660000111
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表2
Figure BDA0002900714660000122
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表3
Figure BDA0002900714660000132
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表4
Figure BDA0002900714660000152
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表5
Figure BDA0002900714660000162
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Figure BDA0002900714660000171
根据表1-5的数据可知,本公开的硼硅玻璃组合物可以获得具有良好理化性能和较低电阻率的硼硅玻璃,制备出的硼硅玻璃具有化学稳定性良好、电阻率低、热膨胀系数低、晶体稳定性良好等优点,同时易熔融和拉伸、结晶化足够稳定,能够用于医药领域、尤其适用于药物的初级包装。实施例1-4与实施例5-19的数据比较可知,在本发明优选的,以组合物的总摩尔数为基准,硼硅玻璃组合物包含:76-78摩尔%的SiO2、3-6摩尔%的Al2O3、9.5-10.5摩尔%的B2O3、0.001-0.8摩尔%的K2O、5-7摩尔%的Na2O、0.5-2摩尔%的CaO、0.001-1摩尔%的MgO、0.001-0.6摩尔%的BaO、0-0.03摩尔%的ZrO2、0.001-1.5摩尔%的ZnO、0.0001-0.05摩尔%的Se2O3、0.0001-0.05摩尔%的MoO3、0-0.001摩尔%的CeO2、0-0.012摩尔%的Fe2O3、0-0.0015摩尔%的CuO和0-0.0015摩尔%的La2O3;且按照摩尔百分比计,A为0.5-1.901摩尔%,B为5-9.3摩尔%,C为0-0.615,D为0-0.98,E为0-0.998,F为0-0.5,本公开的硼硅玻璃组合物具有更低的电阻率,且耐酸耐碱的性能良好,性质稳定。
以上详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (14)

1.一种硼硅玻璃组合物,其特征在于,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物包含:76-78摩尔%的SiO2、3-6摩尔%的Al2O3、9.5-10.5摩尔%的B2O3、0.001-0.8摩尔%的K2O、5-7摩尔%的Na2O、0.5-2摩尔%的CaO、0.001-1摩尔%的MgO、0.001-0.6摩尔%的BaO、0-0.03摩尔%的ZrO2、0.001-1.5摩尔%的ZnO、0.0001-0.05摩尔%的Se2O3、0.0001-0.05摩尔%的MoO3、0-0.001摩尔%的CeO2、0-0.012摩尔%的Fe2O3、0-0.0015摩尔%的CuO和0-0.0015摩尔%的La2O3
2.根据权利要求1所述的硼硅玻璃组合物,其中,按照摩尔百分比计:
根据式(1)计算得A为0.5-1.901摩尔%;
A=MgO+CaO+BaO+ZnO 式(1);
根据式(2)计算所得到的B为5-9.3摩尔%;
B=K2O+Na2O 式(2);
根据式(3)计算所得到的C为0-0.615;
C=K2O/(K2O+Na2O) 式(3);
根据式(4)计算所得到的D为0-0.98;
D=MgO/(CaO+ZnO+MgO+BaO) 式(4);
根据式(5)计算所得到的E为0-0.998;
E=CaO/(CaO+ZnO+MgO+BaO) 式(5);
根据式(6)计算所得到的F为0-0.5;
F=ZnO/(CaO+ZnO+MgO+BaO) 式(6);
其中,每种组分代表该组分在所述硼硅玻璃组合物中的摩尔百分比。
3.根据权利要求1所述的硼硅玻璃组合物,其中,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-1.28摩尔%含氟化合物,所述含氟化合物选自Na2SiF6、CaF2、NaF和MgF2中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的硼硅玻璃组合物,其中,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-0.5摩尔%含氯化合物,所述含氯化合物选自NaCl、NaClO3和NaClO4中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的硼硅玻璃组合物,其中,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0-0.003摩尔%的无机硫酸盐,所述无机硫酸盐选自CaSO4、Na2SO4、K2SO4和MgSO4中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的硼硅玻璃组合物,其中,以组合物的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃组合物中含有0.5-0.8摩尔%的K2O。
7.一种制备硼硅玻璃的方法,其特征在于,该方法包括:将权利要求1-6中任意一项所述的硼硅玻璃组合物依次进行熔融处理、澄清均化、成型处理、退火处理。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述熔融处理的条件包括:熔融温度为1500℃以上,熔融时间为1h以上;
所述澄清均化的条件包括:澄清温度为1630-1640℃,澄清时间为1-8h,使用的澄清剂选自CeO2、NaCl、CaCl2、CaF2、NaF、Na2SiF6、Na2S、CaS、MgS和ZnS中的一种或几种;以组合物的总摩尔数为基准,所述澄清剂的含量为0.002-0.5摩尔%。
9.采用权利要求7或8所述的方法制备的硼硅玻璃。
10.根据权利要求9所述的硼硅玻璃,其中,以硼硅玻璃的总摩尔数为基准,该硼硅玻璃中氯元素含量为0-0.5摩尔%,氟元素含量为0-1.5摩尔%,以SO3计的硫元素含量为0-0.006摩尔%。
11.根据权利要求10所述的硼硅玻璃,其中,氯元素的含量为0.003-0.5摩尔%,氟元素的含量为0.001-0.8摩尔%,以SO3计的硫元素的含量为0-0.005摩尔%。
12.根据权利要求9-11中任意一项所述的硼硅玻璃,其中,所述硼硅玻璃在1500℃时玻璃熔体的电阻率为0-15Ω·cm。
13.根据权利要求12所述的硼硅玻璃,其中,所述硼硅玻璃在1500℃时玻璃熔体的电阻率为0-10Ω·cm。
14.权利要求9-13中任意一项所述的硼硅玻璃在医药领域的应用。
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