CN113582539A - 一种铝硅酸盐玻璃和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝硅酸盐玻璃和应用，包括以下重量百分比的组分：SiO265‑74wt%、Al2O33‑12 wt%、B2O33‑7wt%、Na2O 9‑16wt%、K2O 0‑2wt%、CeO23.5‑5.5wt%、TiO20‑2wt%、RO 0‑2wt%、ZnO 0.1‑2 wt%、RE2O30.001‑3wt%、Fe2O30.001‑0.02wt%、不超过0.5wt%的F，RO为碱土金属氧化物，RE2O3为稀土氧化物。本发明提供一种厚度薄、尺寸均匀性好、柔韧性强、热稳定性高、机械强度高、耐空间辐照性本高的柔性太阳翼玻璃保护盖片，适合在太阳翼电池封装领域的应用。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制造领域，具体涉及一种铝硅酸盐玻璃和应用。
背景技术
随着商业航天的发展，低轨大功率通信卫星的需求大增，柔性太阳翼满足航天器大功率和轻质化的需求，是空间能源研究的重点领域。相应的，对太阳翼电池表面封装用柔性玻璃盖片同样提出柔韧性提升的新要求。封装空间太阳电池用的传统刚性硼硅酸盐玻璃盖片，虽然可以起到很好的防护效果，但是无法满足柔性太阳翼卷曲的力学性能需求，如果将现有的玻璃盖片应用于柔性太阳能电池上，在卷曲收纳状态及在外太空运行过程中，玻璃盖板会因为弯曲造成受力不均而导致破损。随着手机折叠屏的兴起，超薄柔性玻璃产业快速发展，但手机折叠屏玻璃在粒子辐照作用下形成色心，透过率会下降，不适合用于太阳电池封装。
如专利CN201610403705提出了一种高模量玻璃纤维组合物，该组合物能大幅提高玻璃的弹性模量，在此基础上，克服了传统高模量玻璃析晶风险高、澄清难度大，难于进行高效率池窑生产的问题，同等条件下能显著降低玻璃的液相线温度、析晶速率和气泡率，特别适合用于池窑化生产低气泡率的高模量玻璃纤维。但是该专利存在以下问题：首先是该专利属于光学玻璃领域，切关注的性能为折射率和阿贝数，而太空太阳能电池表面盖片保护玻璃必须具有的性能为：耐空间辐照的能力、紫外区低透过率可见光区高透过率、耐急冷急热性强、低密度；因此该专利制备的玻璃完全不能满足目前太阳能电池封装中的应用。
发明内容
本发明提出了一种铝硅酸盐玻璃和应用，解决了目前玻璃盖片无法满足柔性太阳翼卷曲的力学性能需求、玻璃盖板会因为弯曲造成受力不均而导致破损的问题。
实现本发明的技术方案是：
一种铝硅酸盐玻璃，包括以下重量百分比的组分：SiO2 65-74wt％、Al2O3 3-12wt％、B2O3 3-7wt％、Na2O 9-16wt％、K2O 0-2wt％、CeO2 3.5-5.5wt％、TiO2 0-2wt％、RO0-2wt％、ZnO 0.1-2wt％、RE2O3 0.001-3wt％、Fe2O3 0.001-0.02wt％、不超过0.5wt％的F，其中，RO为碱土金属氧化物，RE2O3为稀土氧化物。
所述碱土金属氧化物为MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一种，稀土氧化物为Y2O3、La2O3、Nd2O3和Lu2O3中的至少一种。
还包括化学澄清剂，所述化学澄清剂为硫酸钠、三氧化二砷、三氧化二锑、焦锑酸钠、氟硅酸钠、氧化锡或氧化亚锡中的至少一种；化学澄清剂的含量不大于1wt％。
优选地，所述铝硅酸盐玻璃还含有化学澄清剂，所述化学澄清剂优选为硫酸钠、三氧化二砷、三氧化二锑、焦锑酸钠、氧化锡、氧化亚锡中的至少一种；优选地，化学澄清剂为三氧化二锑和氟硅酸钠的混合物；以该玻璃各组成的质量百分含量为基准，澄清剂的含量不大于0.6wt％。
优选地，所述铝硅酸盐玻璃包括以下重量百分比的组分：SiO2 68-72wt％、Al2O35-9wt％、B2O3 4wt％、Na2O 12-15wt％、K2O 0-1wt％、CeO2 4.5-5wt％、TiO2 0.01-1wt％、RO0-0.5wt％、ZnO 0.5-2wt％、RE2O3 0.01-2wt％、Fe2O3 0.001-0.015wt％、0.05-0.4wt％的F，其中，RO为碱土金属氧化物，RE2O3为稀土氧化物。
本发明的玻璃用组合物中，SiO2是玻璃形成体，若含量过低，不利于热稳定性的增强，会使膨胀系数太高，玻璃容易失透；提高SiO2含量有助于玻璃轻量化，热膨胀系数减小，应变点增高，耐化学性增高，但高温粘度升高，不利于熔解。因此，综合考虑，以各组分的总质量数为基准，以氧化物计，SiO2的含量为65-74wt％，优选为68-72wt％。
在本发明的玻璃用组合物中，Al2O3的加入可加速离子交换的进程及深度，有利于化学强化的组分，对提高柔性封装盖片的柔韧性带来帮助。Al2O3的加入可促进玻璃网络连接的完整度，使玻璃耐热稳定性、机械稳定性大幅提升，因此，Al2O3含量大于3wt％，优选大于5％，进一步优选大于7％，更进一步优选大于9％，更进一步优选大于11％。另一方面Al2O3争夺游离氧的能力很强，大量引入Al2O3会降低玻璃结构的开放程度，使玻璃趋于刚性，增加玻璃的脆性，同时会导致玻璃易失透、高温表面张力及高温粘度过大，加大玻璃生产工艺难度等，同时实验发现在研究内容范围内Al2O3含量加大会明显降低玻璃可见光区透过率、加深玻璃颜色。为了更好地使Al2O3发挥其作用，因此，在所述玻璃中，以重量百分比计，Al2O3的含量小于12wt％，优选小于11wt％，进一步优选小于9wt％。
本发明的玻璃用组合物中，B2O3加入可降低玻璃的脆性，提高玻璃的断裂韧性和耐热稳定性，同时B2O3也是良好的助溶剂，能大幅降低玻璃熔化温度，对于玻璃化过程也有助益。在玻璃中具有[BO4]四面体和[BO3]三角体两种结构，高温熔化条件下B2O3难于形成[BO4]，可降低高温粘度，低温时取决于游离氧的数量优先形成四面体或三角体。在碱铝硅酸盐玻璃中，[BO4]四面体可以与[SiO4]四面体形成统一的连续三维网络，而[BO3]三角体之间为可以转动的硼环连接，受力后产生滑移，造成塑性流变，具有较低的脆性和较高的断裂韧性。然而过多的B2O3会使得玻璃低温粘度降低，不利于后续化学钢化工艺调整。因此，综合考虑，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，B2O3的含量为3-7wt％，优选为3-4wt％。
本发明的玻璃用组合物中，Na+与K+都是离子交换的成分，适量的增加其含量可有效地降低玻璃的高温粘度，从而提高熔融性与成形性，并可改善失透。然而，其含量过高会增加玻璃的热膨胀并降低玻璃的化学耐久性，且含量过高反而有失透性恶化的倾向，就化学钢化而言，玻璃中的Na+被融液中的K+置换，玻璃中Na+含量适当增加可明显提高钢化效果。因此，综合考虑，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Na2O的含量为9-16wt％，优选为12-15wt％；K2O的含量为0-2wt％，优选为0-1wt％。
本发明的玻璃用组合物中，MgO具有大幅提升玻璃杨氏模量和比模数、降低高温粘度、促进离子交换进程、使玻璃易于熔化的特点。当玻璃中碱土金属合量较少时，引入电场强度较大的网络外体离子Mg2+，容易在结构中产生局部积聚作用，使短程有序范围增加。在这种情况下引入较多的中间体氧化物Al2O3，以[AlO4]状态存在时，由于这些多面体带有负电，吸引了部分网络外阳离子，使玻璃的积聚程度、析晶能力下降；当碱土金属合量较多、网络断裂比较严重的情况下，引入MgO，可使断裂的硅氧四面体重新连接而使玻璃析晶能力下降。因此在添加MgO时要注意与其他组分的配合比例。相对于其他碱土金属氧化物，MgO的存在会带来较低的膨胀系数和密度，较高的耐化学性能、应变点和弹性模量。如果MgO大于2wt％，玻璃耐化性会变差，同时玻璃容易失透。因此，综合考虑，以各组分的总质量数为基准，以氧化物计，MgO的含量为小于2wt％。
本发明的玻璃用组合物中，CaO用以促进玻璃的熔解和调整玻璃成型性。含量过多，玻璃则会容易出现析晶，热膨胀系数也会大幅变大，脆性增大，并且CaO严重阻碍Na+—K+离子交换，对后续制程不利。因此，综合考虑，以各组分的总质量数为基准，以氧化物计，CaO的含量小于2wt％，优选小于1％，进一步优选小于0.5％，更近一步优选为0。
本发明的玻璃用组合物中，SrO可作为助熔剂和防止玻璃出现析晶，如果含量过多，玻璃密度会太高，导致产品的比模量下降。Sr2+为离子半径较大的二价金属离子，有较高的配位数，在铝硅酸盐玻璃中往往填充于四面体网络骨架的间隙中，具有提高化学稳定性和机械稳定性的特点，但是其含量过多会使密度增加，裂纹、失透、分相的发生率均提高，并且SrO阻碍Na+—K+离子交换，对后续制程不利。因此，综合考虑，以各组分的总质量数为基准，以氧化物计，SrO的含量小于2wt％，优选小于1％，进一步优选小于0.5％，更近一步优选为0。
本发明的玻璃用组合物中，BaO的质量含量为0～2％，氧化钡作为助熔剂和防止玻璃出现析晶，如果含量过多，玻璃高温体积电阻率会升高，密度会太高，产品的比模量下降。所以BaO的含量确定为0～2％。
本发明的玻璃用组合物中，碱土金属RO(MgO、CaO、SrO、BaO)的合量为0-2wt％，优选为0-1％，更进一步优选为0％。
本发明的玻璃用组合物中，二价金属氧化物根据它在元素周期表中地位与对性质影响不同，可以分为两类：一类是位于主族的碱土金属氧化物，其离子R2+具有8个外电子结构；第二类位于周期表副族(如ZnO、CdO等)，其离子R2+具有18个外层电子结构，在玻璃中两者的结构状态与对玻璃性质影响是不同的。ZnO可以降低玻璃高温粘度(如1500℃)，有利于消除气泡；同时在软化点以下有提升强度、硬度、增加玻璃的耐化学性，降低玻璃热膨胀系数、提高耐辐照性的作用。在铝硅酸盐玻璃体系中，添加适量ZnO有助于抑制析晶，可以降低析晶温度。ZnO含量过多则会使玻璃的应变点大幅度降低。因此，综合考虑，以各组分的总质量数为基准，以氧化物计，ZnO的含量为0.1-2wt％，优选的为0.5-2％。
本发明的玻璃用组合物中，稀土氧化物RE2O3往往在提高玻璃的某些性能方面具有独特的能力，例如玻璃的抗弯强度、弹性模量、应变点等性能随稀土氧化物的加入而大幅上升，促使玻璃脆性降低，断裂韧性大幅增加。碱土金属、ZnO等网络外体引入玻璃组成后，过剩的氧原子使得玻璃结构中的桥氧键断裂生成非桥氧，这些非桥氧的存在显著降低了玻璃的抗弯强度。RE2O3的加入促使玻璃的内部结构发生变化，所生成的Si-O-RE化学键将玻璃中孤立岛状网络单元重新连接，改善了玻璃的网络结构，从而可以大幅提高玻璃的柔韧性、抗弯强度、弹性模量、应变点等性能，当进一步增加RE2O3时，由于可供调整的非桥氧数量减少，因此玻璃的上述性能变化不大。因此，综合考虑，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，RE2O3的含量为0.001-3wt％，优选为0.01-2wt％。从吸收光谱等其他性能综合考虑，本发明引入的RE2O3为Y2O3、La2O3、Nd2O3和Lu2O3中的至少一种。
在本发明中，引入CeO2提高玻璃的抗辐照稳定性。玻璃在高能射线辐照下，会产生色心、这些色心在可见光波段产生新的吸收带，从而使玻璃着色，降低玻璃的透过率，影响太阳电池的使用效率。为了提高玻璃的抗辐照性能，通常在基础玻璃中掺入一定量的变价氧化物来阻止色心的产生。大量的实验表明在基础玻璃中加入稳定剂可以提高玻璃的耐辐照性能，稳定剂作用的机理主要是它能够补偿电子和空位产生的局部电核失衡，从而抑制玻璃中色心的形成，减少玻璃的辐照损伤。目前人们对耐辐照玻璃的研究主要集中在稳定剂对玻璃中色心的抑制左右，稳定剂主要是CeO2，氧化铈对提高玻璃耐辐照性能的作用可以用方程式Ce4++e＝Ce3+来表示。综合防辐照性能和光谱透过性能要求，本申请CeO2含量为3.5-5.5％，优选为4.5-5％。
TiO2能够提高玻璃耐辐照性能，并且能降低玻璃的高温粘度和析晶上限温度；在软化点以下有提升强度、增加柔韧性的作用。但是过多的TiO2含量会导致密度上升过快。因此，综合考虑，如上所述，以重量百分比计，该组合物中，以氧化物计，TiO2的含量可以为0-2wt％，优选地，以重量百分比计，该组合物中，TiO2的含量可以为0.01-1wt％。
在本发明中，不可避免的通过原材料固有杂质、生产过程接触等途径会引入少量的铁氧化物，导致玻璃在紫外可见光谱区的透过率下降，影响太阳电池的工作效率。降低各类原材料中铁氧化物的引入有利于提高紫外透过率，但是过分的降低会导致原材料成本大幅上升，当在玻璃制造过程中引入一定量的氟化物(例如，氟硅酸钠)后，可以在不刻意降低铁氧化物含量的条件下提高紫外可见光谱区透过率。因此，以各组分的总质量数为基准，以氧化物计，以Fe2O3形式表征的铁氧化物总量＜0.01wt％，优选＜0.008wt％，进一步优选＞0.001wt％，更进一步优选＞0.002wt％；制得玻璃中以单质F形式表征的F总量＜0.5wt％，优选为0.05～0.4wt％。
本发明制备铝硅酸盐玻璃的方法，该方法包括将本发明所述的玻璃用组合物所需的混合料依次进行熔融处理、澄清、均化、成型处理、退火处理和机械加工处理。
本发明的方法中，优选情况下，熔融处理的条件包括：温度低于1650℃，时间大于1h。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。
本发明的方法中，优选情况下，退火处理的条件包括：温度高于560℃，时间大于0.1h。本领域技术人员可以根据实际情况确定具体的退火温度和退火时间，此为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
本发明的方法中，对于机械加工处理没有特别的限定，可以为本领域常见的各种机械加工方式，例如可以为将退火处理得到的产物进行切割、研磨、抛光等。
为了进一步提高玻璃的综合性能，优选情况下，该方法还包括对机械加工处理得到的产物进行化学强化处理。进一步优选地，化学强化处理的方法包括：将机械加工处理得到的产物置于350-480℃的熔融KNO3中处理至少0.1h。本领域技术人员可以根据实际情况确定具体的化学强化处理的温度和退间，此为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
本发明的方法中，可以通过浮法、溢流法、下拉法等各种常规玻璃制造方法生产厚度大于0.1mm的平板玻璃或厚度小于0.1mm的柔性玻璃(对应于一次成型法)，也可以通过熔成玻璃锭或使用厚度大于0.1mm的平板玻璃进行二次软化拉薄的方法生产厚度小于0.1mm的柔性玻璃，另外也可以通过机械加工的方式，将厚度大于0.1mm的平板玻璃经过研磨、抛光的方式加工制得厚度小于0.1mm的柔性玻璃。因此，若通过一次成型即可得到厚度<0.1mm的柔性玻璃时，可直接进行化学强化处理；若通过一次成型得到的玻璃厚度不小于0.1mm，则该方法还可以包括在化学强化处理之前，对机械加工处理得到的产物进行二次拉薄或机械加工处理，将玻璃厚度拉薄或加工至小于0.1mm，然后进行化学强化处理。优选情况下，控制所述机械加工处理或者二次拉薄处理的条件以制备厚度小于0.1mm的玻璃，即，机械加工处理或者二次拉薄处理(即化学强化处理前)得到的玻璃的厚度小于0.1mm。对于二次拉薄处理的具体方法没有特别的限定，可以为本领域常用的各种方法，例如，二次熔融拉薄处理的条件可以包括：通过浮法、溢流法、下拉法等玻璃制造方法生产厚度小于1mm的平板玻璃，将平板玻璃输送到二次拉伸成型装置供料口，以恰当的速率V0mm/min向内送入拉伸成型炉内，控制拉伸成型区域粘度约为105.5-107泊范围内、通过拉伸机及滚筒以恰当的速率V1mm/min进行卷对卷缠绕，从而得到厚度小于0.1mm的超薄柔性玻璃板材，所述拉引速率V1大于V0。
上述玻璃组合物制得的玻璃同时满足以下性能指标：密度低于2.51g/cm3，50-350℃范围内的热膨胀系数低于80×10-7/℃，杨氏模量高于68GPa；粘度200泊时对应的温度小于等于1630℃；粘度为10000泊时对应的温度小于等于1300℃；粘度为35000泊时对应的温度小于等于1200℃；液相线温度TL小于等于1050℃；粘度35000泊时对应的温度与液相线温度TL的差值大于等于50℃；粘度1013泊时对应的退火点大于等于570℃；玻璃中羟基含量小于等于0.35/mm。
进一步优选地，由上述玻璃组合物制得的玻璃同时满足以下性能指标：密度低于2.47g/cm3，50-350℃范围内的热膨胀系数低于70×10-7/℃，杨氏模量高于70GPa；粘度200泊时对应的温度小于等于1600℃；粘度为10000泊时对应的温度小于等于1150℃；粘度为35000泊时对应的温度小于等于1060℃；液相线温度TL小于等于900℃；粘度35000泊时对应的温度与液相线温度TL的差值大于等于150℃；粘度1013泊时对应的退火点大于等于600℃，玻璃羟基OH含量小于等于0.35/mm。
利用所述的铝硅酸盐玻璃制备得到的玻璃保护盖片，所述玻璃保护盖片满足以下特征：
(1)玻璃保护盖片长宽之和≥80mm、玻璃保护盖片厚度≤0.07mm、厚度偏差≤0.015mm；
(2)玻璃保护盖片经化学强化后DOL≥8um、CS≥500MPa；
(3)玻璃保护盖片厚度为0.06mm时弯曲半径R0.06≤30mm；厚度为0.03mm时弯曲半径R0.03≤20mm；
(4)波长为330nm处透过率小于等于0.5％，波长为400nm处透过率大于等于88％，波长为500～1100nm处透过率平均值≥90％；
(5)经高低温冲击实验后破损率Pm≤1％；
(6)经电子辐照前后光谱透射比平均相对衰减值Im≤0.8％。
优选地，所述玻璃保护盖片满足以下特征：
(1)玻璃保护盖片长宽之和≥80mm、玻璃保护盖片厚度≤0.06mm、厚度偏差≤0.01mm；
(2)玻璃保护盖片经化学强化后DOL≥10um、CS≥800MPa；
(3)玻璃保护盖片厚度为0.06mm时弯曲半径R0.06≤22mm；厚度为0.03mm时弯曲半径R0.03≤10mm；
(4)波长为330nm处透过率小于等于0.5％，波长为400nm处透过率大于等于88％，波长为500～1100nm处透过率平均值≥92％；
(5)经高低温冲击实验后破损率Pm≤0.1％；
(6)经电子辐照前后光谱透射比平均相对衰减值Im≤0.5％。
所述的铝硅酸盐玻璃在柔性太阳翼电池封装领域以及其他高热稳定性、高耐辐照性和机械稳定性玻璃材料领域中的应用。
本发明的有益效果是：发明提供一种厚度薄、尺寸均匀性好、柔韧性强、热稳定性高、机械强度高、耐空间辐照性本高的柔性太阳翼玻璃保护盖片，适合大型工业化制造，适合以部分或全部能量来源为电加热的方式制得熔融玻璃液，可通过一次成型或二次成型的方式制得厚度小于0.08mm的超薄防辐照玻璃盖片，适合在太阳翼电池封装领域的应用，特别适合于柔性太阳翼电池封装领域以及其他需要高热稳定性、高耐辐照性和机械稳定性玻璃材料的应用领域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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付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。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，如无特别说明，所用的各材料均可通过商购获得，如无特别说明，所用的方法为本领域的常规方法。
参照ASTM C-693测定玻璃密度，单位为g/cm3。
参照ASTM E-228使用卧式膨胀仪测定50-350℃的玻璃热膨胀系数，单位为10-7/℃。
参照ASTM C-623测定玻璃杨氏模量，单位为GPa。
参照ASTM C-965使用旋转高温粘度计测定玻璃高温粘温曲线，其中，1600℃对应的粘度即为η1600，单位为P；粘度为X泊对应的温度TX，单位为℃。
参照ASTM C-829使用梯温炉法测定玻璃液相线温度TL，单位为℃。
参照ASTM C-336使用退火点应变点测试仪测定玻璃退火点Ta，单位为℃。
参照GB/T 1549-2008 17.3章节的方法测试玻璃中的氟含量，单位为％。
参照GB/T 38686-2020中的方法测试玻璃弯曲半径，厚度为0.06mm样品弯曲半径记为R0.06、厚度0.03mm样品弯曲半径记为R0.03，单位为mm。
参照GJB 1976-1994中第4.6.10章节的方法测试高低温冲击实验后的破损率Pm，单位为％。
参照GJB 1976-1994中第4.6.9章节的方法测试电子辐照前后500～1000nm范围内光谱透射比平均相对衰减值Im，单位为％。
使用折原公司FSM-6000LE应力仪测试玻璃化学强化深度(DOL)及表面压缩应力(CS)。
使用岛津UV-2600型紫外可见分光光度计紫外-可见分光光度计测定玻璃透过率，单位为％。
使用热电iCAP 6300MFC型电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)测试玻璃中的铁含量(以Fe2O3形式表征)和氟含量，单位为wt％或ppm；
采用如下方法测定玻璃中羟基OH含量：使用PE公司SPECTRUM TWO型傅里叶红外光谱仪测试波数范围400～4000cm-1区间的透过率，采用下式计算得到玻璃羟基含量β-OH，单位为/mm：β-OH＝(1/D)*log10(T1/T2)
其中：
D：玻璃厚度(mm)；
T1：在参照波长3846cm-1(2600nm)的透过率(％)；
T2：在羟基吸收波长3600cm-1(2800nm)附近的最小透过率(％)。
实施例1-15及对比例1-3
按照表1-3所示称量各组分，混匀，将混合料倒入高锆砖坩埚(ZrO2>85wt％)中，然后在1630℃电阻炉中加热8小时，并使用铂铑合金(80wt％Pt+20wt％Rh)搅拌器匀速缓慢搅拌。将熔制好的玻璃液浇注入不锈钢铸铁磨具内，成形为规定的块状玻璃制品，然后将玻璃制品在退火炉中退火2小时，关闭电源随炉冷却到25℃。将玻璃制品进行切割、研磨、抛光，然后用去离子水清洗干净并烘干，制得厚度为0.8mm的玻璃成品。通过二次拉薄的方式制得厚度小于0.1mm的超薄太阳电池封装玻璃盖片，分别对各玻璃成品的各种性能进行测定，结果见表1-3。
表1实施例1-15及对比例1-3
表2实施例7-12
表3实施例13-15及对比例1-3
将表1-3中的实施例与对比例数据比较可知，本发明提供一种厚度薄、尺寸均匀性好、柔韧性强、热稳定性高、机械强度高、耐空间辐照性高的柔性太阳翼玻璃保护盖片，适合大型工业化制造，适合以部分或全部能量来源为电加热的方式制得熔融玻璃液，可通过一次成型或二次成型的方式制得厚度小于0.08mm的超薄防辐照玻璃盖片，适合在太阳翼电池封装领域的应用，特别适合于柔性太阳翼电池封装领域以及其他需要高热稳定性、高耐辐照性和机械稳定性玻璃材料的应用领域。
以上所述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)
1.一种铝硅酸盐玻璃，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：SiO2 65-74wt%、Al2O3 3-12 wt%、B2O3 3-7wt%、Na2O 9-16wt%、K2O 0-2wt%、CeO2 3.5-5.5wt%、TiO2 0-2wt%、RO 0-2wt%、ZnO 0.1-2 wt%、RE2O3 0.001-3wt%、Fe2O3 0.001-0.02wt%、不超过0.5wt%的F，其中，RO为碱土金属氧化物，RE2O3为稀土氧化物。
2.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于：所述碱土金属氧化物为MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一种，稀土氧化物为Y2O3、La2O3、Nd2O3和Lu2O3中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于：还包括化学澄清剂，所述化学澄清剂为硫酸钠、三氧化二砷、三氧化二锑、焦锑酸钠、氟硅酸钠、氧化锡或氧化亚锡中的至少一种；化学澄清剂的含量不大于1wt%。
4.根据权利要求3所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于：所述铝硅酸盐玻璃包括以下重量百分比的组分：SiO2 68-72wt%、Al2O3 5-9 wt%、B2O3 4wt%、Na2O 12-15wt%、K2O 0-1wt%、CeO24.5-5wt%、TiO2 0.01-1wt%、RO 0-0.5wt%、ZnO 0.5-2 wt%、RE2O3 0.01-2wt%、Fe2O3 0.001-0.015wt%、0.05-0.4wt%的F，其中，RO为碱土金属氧化物，RE2O3为稀土氧化物。
5.根据权利要求3所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃的性能指标为：密度低于2.51g/cm3，50-350℃范围内的热膨胀系数低于80×10-7/℃，杨氏模量高于68GPa；粘度200泊时对应的温度小于等于1630℃；粘度为10000泊时对应的温度小于等于1300℃；粘度为35000泊时对应的温度小于等于1200℃；液相线温度TL小于等于1050℃；粘度35000泊时对应的温度与液相线温度TL的差值大于等于50℃；粘度1013泊时对应的退火点大于等于570℃；玻璃中羟基含量小于等于0.35/mm。
6.根据权利要求3所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃的性能指标为：密度低于2.47g/cm3，50-350℃范围内的热膨胀系数低于70×10-7/℃，杨氏模量高于70GPa；粘度200泊时对应的温度小于等于1600℃；粘度为10000泊时对应的温度小于等于1150℃；粘度为35000泊时对应的温度小于等于1060℃；液相线温度TL小于等于900℃；粘度35000泊时对应的温度与液相线温度TL的差值大于等于150℃；粘度1013泊时对应的退火点大于等于600℃，玻璃羟基OH含量小于等于0.35/mm。
7.利用权利要求4-6任一项所述的铝硅酸盐玻璃制备得到的玻璃保护盖片，其特征在于，所述玻璃保护盖片满足以下特征：
（1）玻璃保护盖片长宽之和≥80mm、玻璃保护盖片厚度≤0.07mm、厚度偏差≤0.015mm；
（2）玻璃保护盖片经化学强化后DOL≥8um、CS≥500MPa；
（3）玻璃保护盖片厚度为0.06mm时弯曲半径R0.06≤30mm；厚度为0.03mm时弯曲半径R0.03≤20mm；
（4）波长为330nm处透过率小于等于0.5%，波长为400nm处透过率大于等于88%，波长为500~1100nm处透过率平均值≥90%；
（5）经高低温冲击实验后破损率Pm≤1%；
（6）经电子辐照前后光谱透射比平均相对衰减值Im≤0.8%。
8.利用权利要求4-6任一项所述的铝硅酸盐玻璃制备得到的玻璃保护盖片，其特征在于，所述玻璃保护盖片满足以下特征：
（1）玻璃保护盖片长宽之和≥80mm、玻璃保护盖片厚度≤0.06mm、厚度偏差≤0.01mm；
（2）玻璃保护盖片经化学强化后DOL≥10um、CS≥800MPa；
（3）玻璃保护盖片厚度为0.06mm时弯曲半径R0.06≤22mm；厚度为0.03mm时弯曲半径R0.03≤10mm；
（4）波长为330nm处透过率小于等于0.5%，波长为400nm处透过率大于等于88%，波长为500~1100nm处透过率平均值≥92%；
（5）经高低温冲击实验后破损率Pm≤0.1%；
（6）经电子辐照前后光谱透射比平均相对衰减值Im≤0.5%。
9.权利要求4-6任一项所述的铝硅酸盐玻璃在柔性太阳翼电池封装领域以及其他高热稳定性、高耐辐照性和机械稳定性玻璃材料领域中的应用。
10.权利要求7或8所述的玻璃保护盖片在柔性太阳翼电池封装领域以及其他高热稳定性、高耐辐照性和机械稳定性玻璃材料领域中的应用。
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