CN115368016A - 具有高uv透射率和高耐晒性的玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明设计一种具有高UV透射率和高耐晒性的玻璃。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有高UV透射率和高耐晒性的玻璃。
背景技术
短波紫外线(UVC)光通过破坏核酸和扰乱微生物的DNA,使其无法发挥重要的细胞功能,从而被用来杀死或灭活微生物。这被用于各种应用,如净化食品、空气和/或水。在这方面,260nm波长尤其重要,因为核酸、如DNA在此波长处具有最大吸收值。例如,A260/A280的比值经常被用来表示DNA样品的纯度。"A260"指的是在260nm波长处的吸收,"A280"指的是在280nm波长处的吸收。A260/A280比值高则表明DNA样品的纯度高。原因在于,DNA在260纳米处强烈吸收,而蛋白质污染主要在280纳米处吸收。因此,A260/A280比值高意味着样品含有大量的DNA和少量的蛋白质。
对用于这种灯的玻璃有两个主要需求。首先,该玻璃应该有很高的UV透射率,特别是在UVC区域。第二,玻璃应该有较高的耐晒性,使得其性能在使用时不会下降得太快。因此,高的耐晒性增加UV灯的寿命。因此,需要同时具有高UV透射率和高耐晒性的玻璃。
此外,考虑到气候变化,减少化石能耗在不同行业中越来越受欢迎。特别是,玻璃生产过程中的能源消耗很高。为了改善玻璃生产的气候足迹(climate footprint),可以使用电能。电能例如可以从可再生能源、如风能或太阳能中产生。
利用电能,电流可以通过浸在熔融玻璃中的电极之间的熔融玻璃浴。然而,电极材料的选择很重要,特别是当涉及到具有高UV透射率和高耐晒性的玻璃时。
发明内容
本发明的目的在于通过提供一种克服上述现有技术中的缺点的措施,所述措施在生产具有高UV透射率和高耐晒性的玻璃期间能够降低化石能耗。本发明的另一目的在于提供一种具有特别高质量的这种玻璃。
为了获得具有高UV透射率和高耐晒性的玻璃制品,目前必须使用与高化石能耗相关联的技术。
然而本发明提供一种具有高UV透射率和高耐晒性的玻璃,其可以在基本上不妥协UV透射率和耐晒性的情况下降低化石能耗而获得。本发明基于这样的发现,钨电极可以在生产过程中使用,并且如果应用还原熔融条件的话,可以容忍一定量的钨从电极散发到熔体中。
在一个方面,本发明涉及一种玻璃,其包括含量为至少60.0wt.-%的SiO2,其中WO3的含量为0.1ppm到60.0ppm,并且其中,钨以这样的氧化态存在,使得(在基准厚度1.0mm下)在波长260nm处的透射率为至少75.0%。
本申请将玻璃中存在的钨称为“WO3”。然而,这并不是指,钨在玻璃中主要以钨(VI)存在。而是,术语“WO3”简单地遵从玻璃中描述钨的通用方式,并且是指钨的总含量,而不管其氧化态。本发明基于还原熔融状态。因此,在本发明的一个方面中,钨(VI)在玻璃中的含量非常低。在本发明的玻璃中,钨是以这样的氧化态存在,使得(在基准厚度1.0mm下)在波长260nm处的透射率为至少75.0%。
本发明涉及一种玻璃,其包括指定含量(单位为wt.-%)的以下组分:
组分 | 含量(wt.-%) |
SiO<sub>2</sub> | 60.0-80.0 |
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.5-30.0 |
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.5-10.0 |
Na<sub>2</sub>O | 2.0-20.0 |
K<sub>2</sub>O | 0-20.0 |
BaO | 0-15.0。 |
在本发明的一个方面中,当玻璃熔体由玻璃在氩气氛的铂坩埚中通过电感加热到1500℃的温度而生产时,玻璃熔体中在1500℃的温度下的氧分压(pO2)为0.5巴以下。在1500℃下的pO2例如可以为至多0.4巴、至多0.3巴或至多0.2巴。在一些实施例中,pO2例如可以为至少0.01巴、至少0.02巴、至少0.05巴或至少0.1巴。pO2例如可以为从0.01巴到0.5巴、从0.02巴到0.4巴、从0.05巴到0.3巴或从0.1巴到0.2巴。比较低的pO2是有利的,因为其与钨的较低氧化态相关联。然而,pO2不能够太低,以避免金属钨的产生。
玻璃熔体的pO2例如可以基于基准电极和测量电极之间的电压来确定,此两个电极都位于玻璃熔体中。pO2可以从电极之间的电压通过使用能斯特方程式计算。铂板可以用作测量电极。基准电极可以包括位于ZrO2陶瓷管内的铂丝,所述ZrO2陶瓷管在其末端处封闭,其中所述铂丝与ZrO2管的壁进行导电接触。ZrO2陶瓷可以是钇稳定的、钙稳定的或镁稳定的(例如见EP 1 101 740 A1的第[0012]和[0013]段)。为了测量玻璃熔体的pO2,纯氧在铂丝周围流动,使得在基准电极内的铂丝处存在1.0巴的恒定pO2。ZrO2是氧导体,并且在基准电极内的铂与玻璃熔体之间、并由此也间接地与玻璃熔体内的铂测量电极形成桥接。氧离子迁移。浓差电池“铂(pO2=常量=1.0巴)/ZrO2/玻璃熔体/铂(玻璃熔体的pO2)”生成电压。基准电极和测量电极之间的电压与玻璃熔体中的pO2成比例,因此可以基于能斯特方程式转变成确定玻璃熔体中的pO2。
玻璃可以包括指定含量的以下组分(单位为wt.-%):
组分 | 含量(wt.-%) |
SiO<sub>2</sub> | 60.0-75.0 |
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.5-15.0 |
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.5-7.5 |
Na<sub>2</sub>O | 2.5-15.0 |
K<sub>2</sub>O | 2.0-16.0 |
BaO | 2.5-12.5。 |
玻璃可以包括指定含量的以下组分(单位为wt.-%):
组分 | 含量(wt.-%) |
SiO<sub>2</sub> | 60.0-75.0 |
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.5-5.0 |
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.5-5.0 |
Na<sub>2</sub>O | 7.0-10.0 |
K<sub>2</sub>O | 8.0-12.0 |
BaO | 4.5-10.0。 |
优选地,根据本发明的玻璃在260nm波长处具有至少75.0%、更优选至少76.0%、更优选至少77.0%、更优选至少78.0%、更优选至少79.0%、更优选至少80.0%的透射率。除非另有说明,本申请中的透射率值指的是基准厚度为1.0mm的玻璃。这并不意味着,玻璃必须具有1.0mm的厚度。而是,基准厚度仅仅表明,如果玻璃具有1.0mm的厚度,其透射率为多少。在基准厚度处的透射率可以通过测量具有1.0mm厚度的样品的透射率来确定。可选地,1.0mm厚度处的透射率也可以通过测量在其他样品厚度、例如0.7mm样品厚度处的透射率来确定,然后推算在1.0mm厚度处的透射率是多少。一般而言,可以使用以下公式进行从厚度d1处的透射率T1到厚度d2处的透射率T2的推算。
T2=((T1/P)^(d2/d1))*P
其中,P是基于波长的反射系数(P=P(λ)),单位为“%”。P可以经由塞麦尔(Sellmeier)系数n来确定。
在根据本发明的实施例中,(在基准厚度1.0mm下)在波长260nm处的透射率可以为至多99.0%、至多97.5%、至多95.0%、至多92.5%、至多90.0%或至多87.5%。在波长260nm处的透射率例如可以在从75.0%到99.0%、从76.0%到97.5%、从77.0%到95.0%、从78.0%到92.5%、从79.0%到90.0%或从80.0%到87.5%的范围中。
根据本发明的玻璃的特征在于其尤其高的耐晒性。耐晒性可以通过用HOK4灯照射玻璃144小时并对比照射前后(在基准厚度1.0mm下)在波长260nm处的透射率来确定。术语“HOK 4灯”是指飞利浦的高压汞蒸汽灯HOK 4/120。在图1中示出了HOK 4灯的发光频谱。灯的主要发光在波长365nm处。在1m的距离中在200-280nm处的功率密度为850μW/cm2。为了根据本发明照射144小时,HOK 4灯和样品之间的距离选择为7cm。
照射前后的透射率之间的差越小,则耐晒性越高。例如,可以存在两个玻璃,每个玻璃(在照射前)(在基准厚度1.0nm下)在波长260nm处具有80%的透射率。在用HOK 4灯照射144小时后,第一玻璃的透射率可以为75%,而第二玻璃的透射率可以为70%。因此,在用HOK 4灯照射之前(在基准厚度1.0nm下)在波长260nm处的透射率与用HOK 4灯照射144小时后(在基准厚度1.0nm下)在波长260nm处的透射率之间的差对于第一玻璃而言是5%,而对于第二玻璃而言是10%。因此,与第二玻璃相比,第一玻璃的耐晒性更高,因为与第二玻璃相比,第一玻璃在照射前后的透射率之间的差更小。高耐晒性与低日晒相关联,反之亦然。高日晒与高诱导消光系数Extind相关。
诱导消光系数Extind可以基于用HOK 4灯照射144小时前后的透射率和玻璃样品的厚度使用以下公式来确定:
Extind是诱导消光系数,Tafer是用HOK 4灯照射144小时后的透射率,Tbefore是用HOK4灯照射144小时之前的透射率,d是样品厚度,ln是自然对数。除非另有说明,样品厚度d的单位为cm,使得诱导消光系数的单位为1/cm。除非另有说明,针对波长260nm给出用HOK 4灯照射前后的透射率。因此,除非另有说明,本申请中所述的诱导消光系数是指在波长260nm处的诱导消光系数。
在一个方面中,在波长260nm处的诱导消光系数为至多3.5/cm、至多3.2/cm、至多3.0/cm、至多2.9/cm、至多2.8/cm、至多2.7/cm、至多2.6/cm、至多2.5/cm、至多2.4/cm、至多2.3/cm、至多2.2/cm、至多2.1/cm、至多2.0/cm、至多1.9/cm、至多1.8/cm、至多1.7/cm、至多1.6/cm、至多1.5/cm、至多1.4/cm、或者至多1.3/cm。在波长260nm处的诱导消光系数例如可以为至少0.01/cm、至少0.02/cm、至少0.05/cm、至少0.1/cm、至少0.2/cm、至少0.3/cm、至少0.4/cm、至少0.5/cm、至少0.55/cm、至少0.6/cm、至少0.65/cm、至少0.7/cm、至少0.75/cm、至少0.8/cm、至少0.85/cm、至少0.9/cm、至少0.95/cm、至少1.0/cm、至少1.05/cm、或者至少1.1/cm。在波长260nm处的诱导消光系数例如可以从0.01/cm到3.5/cm、从0.02/cm到3.2/cm、从0.05/cm到3.0/cm、从0.1/cm到2.0/cm、从0.2/cm到2.8/cm、从0.3/cm到2.7/cm、从0.4/cm到2.6/cm、从0.5/cm到2.5/cm、从0.55/cm到2.4/cm、从0.6/cm到2.3/cm、从0.65/cm到2.2/cm、从0.7/cm到2.1/cm、从0.75/cm到2.0/cm、从0.8/cm到1.9/cm、从0.85/cm到1.8/cm、从0.9/cm到1.7/cm、从0.95/cm到1.6/cm、从1.0/cm到1.5/cm、从1.05/cm到1.4/cm、或者从1.1/cm到1.3/cm。
在一个方面中,根据本发明的玻璃的特征在于其高UV透射率和低诱导消光系数。此组合与用HOK 4灯照射144小时后(在基准厚度1.0mm下)在波长260nm处的高透射率相关联。在用HOK 4灯照射144小时后(在基准厚度1.0mm下)在波长260nm处的透射率例如可以为至少59.0%、至少60.0%、更优选至少61.0%、更优选至少62.0%、更优选至少63.0%、更优选至少64.0%、更优选至少65.0%、更优选至少66.0%、更优选至少67.0%、更优选至少68.0%、更优选至少69.0%、更优选至少70.0%、更优选至少71.0%、更优选至少72.0%、更优选至少73.0%、更优选至少74.0%。
在用HOK 4灯照射144小时后(在基准厚度1.0mm下)在波长260nm处的透射率例如可以为至多95.0%、至多92.5%、至多90.0%、至多88.0%、至多86.0%、至多85.0%、至多84.0%、至多83.0%、至多82.0%、至多81.0%、至多80.0%、至多79.0%、至多78.0%、至多77.0%、至多76.0%、或者至多75.0%。在波长260nm处的透射率例如可以在从59.0%到95.0%、从60.0%到92.5%、从61.0%到90.0%、从62.0%到88.0%、从63.0%到86.0%、从64.0%到85.0%、从65.0%到84.0%、从66.0%到83.0%、从67.0%到82.0%从68.0%到81.0%、从69.0%到80.0%、从70.0%到79.0%、从71.0%到78.0%、从72.0%到77.0%、从73.0%到76.0%、或者从74.0%到75.0%的范围中。
钨(W)电极在使用过程中受到侵蚀和电极材料的移除。然后也可以在熔融玻璃材料中发现从电极中散发的钨。这导致从熔融玻璃生产的最终玻璃制品的污染。这样的污染接着与得到的玻璃的妥协性能、特别是降低的UV透射率和/或降低的耐晒性相关联。本发明包括这样的发现,钨电极可以在生产过程中使用,并且如果应用还原熔融条件的话,可以容忍一定量的钨从电极散发到熔体中。
根据本发明的玻璃包括WO3,其含量为从0.1ppm到60.0ppm。WO3的含量例如可以为至少0.2ppm、至少0.4ppm、至少0.5ppm、至少1.0ppm、至少2.0ppm、至少3.0ppm、或者至少5.0ppm。WO3的含量例如可以为至多50.0ppm、至多40.0ppm、至多30.0ppm、至多25.0ppm、至多20.0ppm、至多15.0ppm、或者至多10.0ppm。WO3的含量例如可以为从0.2ppm到50.0ppm、从0.4ppm到40.0ppm、从0.5ppm到30.0ppm、从1.0ppm到25.0ppm、从2.0ppm到20.0ppm、从3.0ppm到15.0ppm、或者从5.0ppm到10.0ppm。
根据本发明的玻璃优选包括SiO2,其含量为从60.0到80.0wt.-%、优选从60.0到75.0wt.-%或者从62.5到75.0wt.-%。SiO2的含量为至少60.0wt.-%,例如至少62.5wt.-%。SiO2的含量例如可以为至多80.0wt.-%或者至多75.0wt.-%。
根据本发明的玻璃优选包括B2O3,其含量为从0.5到30.0wt.-%、优选从0.5到25.0wt.-%、从0.5到20.0wt.-%、从0.5到20.0wt.-%、从0.5到15.0wt.-%、从0.5到10.0wt.-%、从0.5到5.0wt.-%或者从1.0到4.0wt.-%。B2O3的含量例如可以为至少0.5wt.-%或至少1.0wt.-%。B2O3的含量例如可以为至多30.0wt.-%、至多25.0wt.-%、至多20.0wt.-%、至多15.0wt.-%、至多10.0wt.-%、至多5.0wt.-%或者至多4.0wt.-%。
根据本发明的玻璃优选包括Al2O3,其含量为从0.5到10.0wt.-%、优选从0.5到7.5wt.-%、从0.5到5.0wt.-%或者从1.0wt.-%到4.5wt.-%。Al2O3的含量例如可以为至少0.5wt.-%或者至少1.0wt.-%。Al2O3的含量例如可以为至多10.0wt.-%、至多7.5wt.-%、至多5.0wt.-%或者至多4.5wt.-%。
根据本发明的玻璃优选包括Na2O,其含量为从2.0到20.0wt.-%、从2.25到19.0wt.-%或者从2.5到18.0wt.-%、优选地从5.0wt.-%到17.5wt.-%、从6.0wt.-%到15.0wt.-%或者从7.0到10.0wt.-%。Na2O的含量例如可以为至少2.0wt.-%、至少2.25wt.-%、至少2.5wt.-%、至少5.0wt.-%、至少6.0wt.-%或至少7.0wt.-%。Na2O的含量例如可以为至多20.0wt.-%、至多19.0wt.-%、至多18.0wt.-%、至多17.5wt.-%、至多15.0wt.-%或者至多10.0wt.-%。
根据本发明的玻璃可以包括K2O,其含量为从0到20.0wt.-%、例如从1.0到18.0wt.-%、从2.0到16.0wt.-%、从5.0到14.0wt.-%或者从8.0到12.0wt.-%。K2O的含量例如可以为至少1.0wt.-%、至少2.0wt.-%、至少5.0wt.-%或至少8.0wt.-%。K2O的含量例如可以为至多20.0wt.-%、至多18.0wt.-%、至多16.0wt.-%、至多14.0wt.-%或者至多12.0wt.-%。在一些实施例中,K2O的含量为至多1.0wt.-%、至多0.5wt.-%、至多0.2wt.-%或者至多0.1wt.-%。
根据本发明的玻璃可以包括Li2O。Li2O的含量例如可以从0到5.0wt.-%、例如从0.1到2.0wt.-%或者从0.5到1.5wt.-%。Li2O的含量例如可以为至少0.1wt.-%、至少0.2wt.-%或至少0.5wt.-%。Li2O的含量例如可以为至多5.0wt.-%、至多2.0wt.-%或至多1.5wt.-%。在一些实施例中,Li2O的含量为至多1.0wt.-%、至多0.5wt.-%、至多0.2wt.-%或者至多0.1wt.-%。
优选地,Li2O、Na2O和K2O的含量的总和在从4.0wt.-%到30.0wt.-%或者从5.0到30.0wt.-%、例如从7.5wt.-%到27.5wt.-%、从10.0wt.-%到25.0wt.-%、从12.5wt.-%到22.5wt.-%或者从15.0wt.-%到20.0wt.-%的范围中。Li2O、Na2O和K2O的含量的总和例如可以为至少4.0wt.-%、至少5.0wt.-%、至少7.5wt.-%、至少10.0wt.-%、至少12.5wt.-%或至少15.0wt.-%。Li2O、Na2O and K2O的含量的总和例如可以为至多30.0wt.-%、至多27.5wt.-%、至多25.0wt.-%、至多22.5wt.-%或者至多20.0wt.-%。
优选地,Na2O和K2O的含量的总和在从3.5wt.-%到30.0wt.-%或者从5.0到30.0wt.-%、例如从7.5wt.-%到27.5wt.-%、从10.0wt.-%到25.0wt.-%、从12.5wt.-%到22.5wt.-%或者从15.0wt.-%到20.0wt.-%的范围中。Na2O和K2O的含量的总和例如可以为至少3.5wt.-%、至少5.0wt.-%、至少7.5wt.-%、至少10.0wt.-%、至少12.5wt.-%或至少15.0wt.-%。Na2O和K2O的含量的总和例如可以为至多30.0wt.-%、至多27.5wt.-%、至多25.0wt.-%、至多22.5wt.-%或者至多20.0wt.-%。
根据本发明的基础玻璃成分可以包括BaO,其含量为从0到15.0wt.-%、优选从2.5到12.5wt.-%、从4.5到10.0wt.-%或者从5.0到8.0wt.-%。BaO的含量例如可以为至少2.5wt.-%、至少4.5wt.-%或至少5.0wt.-%。BaO的含量例如可以为至多15.0wt.-%、至多12.5wt.-%、至多10.0wt.-%或者至多8.0wt.-%。在一些实施例中,BaO的含量为至多1.0wt.-%、至多0.5wt.-%、至多0.2wt.-%或者至多0.1wt.-%。
基础玻璃成分可以由SiO2、B2O3、Al2O3、Na2O、K2O和BaO构成,其含量为至少95.0wt.-%、更优选至少97.0wt.-%、最优选至少99.0wt.-%。
优选地,Fe2O3的含量少于100ppm、更优选少于50ppm、更优选少于20ppm、更优选少于15ppm、更优选少于10ppm。
优选地,TiO2的含量少于100ppm、更优选少于50ppm、更优选少于20ppm、更优选少于15ppm、更优选少于10ppm。
优选地,NiO的含量少于100ppm、更优选少于50ppm、更优选少于20ppm、更优选少于15ppm、更优选少于10ppm。
优选地,Cr2O3的含量少于100ppm、更优选少于50ppm、更优选少于20ppm、更优选少于15ppm、更优选少于10ppm、更优选少于5ppm。
优选地,Fe2O3、TiO2、NiO和Cr2O3中的至少一种、至少两种或至少三种的含量少于100ppm、更优选少于50ppm、更优选少于20ppm、更优选少于15ppm、更优选少于10ppm。
优选地,Fe2O3、TiO2、NiO和Cr2O3的含量少于100ppm、更优选少于50ppm、更优选少于20ppm、更优选少于15ppm、更优选少于10ppm。
除非另有说明,此处使用的术语“ppm”指的是基于重量的ppm。例如,1000ppm对应于0.1wt.-%。
优选地,ZrO2的含量少于1.0wt.-%、少于0.5wt.-%、少于0.2wt.-%或者少于0.1wt.-%。
根据本发明的玻璃可以包括Cl,其含量为多于100ppm、多于200ppm或者多于500ppm、例如至少0.1wt.-%。优选地,Cl的含量为至多1.5wt.-%、至多1.2wt.-%、至多1.0wt.-%或者至多0.8wt.-%。Cl的含量例如可以为从100ppm到1.5wt.-%、从200ppm到1.2wt.-%、从500ppm到1.0wt.-%或者从0.1wt.-%到0.8wt.-%。
在本发明的一个方面中,玻璃具有这样的成分,使得其对WO3在UV透射率和/或日晒方面的影响特别有抗性。玻璃优选具有良好的UV透射率以及良好的耐晒性,即使在玻璃中存在一定含量的WO3。在根据本发明的玻璃中可以接受一定含量的WO3,特别是由于还原熔融条件的应用。
在本发明的一个方面中,WO3对波长260nm处的透射率的影响非常低或甚至于可以忽略。玻璃的成分使得钨诱导消光系数非常低。因此,在根据本发明的玻璃中可以接受比预期更高含量的WO3。
钨诱导消光系数WExtind可以基于用HOK 4灯照射144小时前后的透射率、玻璃样品的厚度以及WO3的含量使用下述公式来确定:
WExtind是钨诱导消光系数,Tafer是用HOK 4灯照射144小时后的透射率,Tbefore是用HOK 4灯照射144小时之前的透射率,d是样品厚度,ln是自然对数,W是WO3的含量(单位ppm)。除非另有说明,样品厚度d的单位为cm,使得钨诱导消光系数的单位为1/(cm*ppm)。除非另有说明,针对波长260nm给出用HOK 4灯照射前后的透射率。因此,除非另有说明,本申请中所述的钨诱导消光系数是指在波长260nm处的钨诱导消光系数。
在一个方面中,在WO3的基准含量为20ppm下,在波长260nm处的钨诱导消光系数为至多0.20/(cm*ppm)、至多0.15/(cm*ppm)、至多0.14/(cm*ppm)、至多0.13/(cm*ppm)、至多0.12/(cm*ppm)、至多0.11/(cm*ppm)、或者至多0.10/(cm*ppm)。在WO3的基准含量为20ppm下,在波长260nm处的钨诱导消光系数例如可以为至少0.01/(cm*ppm)、至少0.02/(cm*ppm)、至少0.03/(cm*ppm)、至少0.04/(cm*ppm)、至少0.05/(cm*ppm)、至少0.06/(cm*ppm)、或至少0.07/(cm*ppm)。在WO3的基准含量为20ppm下,在波长260nm处的钨诱导消光系数例如可以为从0.01/(cm*ppm)到0.20/(cm*ppm)、从0.02/(cm*ppm)到0.15/(cm*ppm)、从0.03/(cm*ppm)到0.14/(cm*ppm)、从0.04/(cm*ppm)到0.13/(cm*ppm)、从0.05/(cm*ppm)到0.12/(cm*ppm)、从0.06/(cm*ppm)到0.11/(cm*ppm)、或从0.07/(cm*ppm)到0.10/(cm*ppm)。
本发明还涉及一种生产根据本发明的玻璃的方法,该方法包括如下步骤:
a)熔融玻璃原料,该熔融步骤包括使用钨电极;
b)任选地澄清熔体;
c)冷却熔体。
该方法的特征在于还原熔融条件,使得钨以这样的氧化态存在,使得在波长260nm处(在基准厚度1.0nm下)的透射率为至少75.0%。这样的条件导致钨对UV透射率和耐晒性的妥协影响急剧降低,使得在基本不妥协UV透射率和耐晒性的情况下可以容忍一定量的钨从电极散发到熔体中。熔体的还原特征也受温度影响。该方法可以包括1440℃以上、例如1500℃以上的温度,。在给定温度处的粘度取决于玻璃成分。根据本发明的方法可以涉及2.5dPas以下的粘度。
然而,条件不能够太具还原性,以避免金属钨。
提供还原熔融条件优选地包括向玻璃原料中添加一种以上的还原剂,例如一种以上的碳水化合物,特别是一种以上的糖、例如蔗糖,特别地还原剂的含量为从0.1到1.0wt.-%、例如从0.2到0.6wt.-%。优选地,避免包括氮化物的玻璃原料。优选地,氮化物的含量为至多200ppm、至多100ppm、至多50ppm、至多20ppm、至多10ppm、至多5ppm、至多2ppm、或者至多1ppm。
任选的澄清步骤优选包括使用Cl作为澄清剂。Cl是优选的澄清剂,因为其同样具有还原特性。优选地,避免氧化澄清剂。优选地,氧化澄清剂的含量为至多200ppm、至多100ppm、至多50ppm、至多20ppm、至多10ppm、至多5ppm、至多2ppm、或者至多1ppm。
本发明还涉及根据本发明的玻璃的用途,用于或用作UVC检测器、灭菌灯、UV-LED(特别是UVC-LED)、UV透射灯的外壳、UV灯的保护管、UV氧化反应器的UV透射材料、UV火焰检测器、UV光电池、太阳反应器、光谱分析装置、光电倍增器以及用于窗户(特别是EPROM窗户)、(例如太空(space)中的)太阳能电池的盖板、UV透射比色皿(例如,用UV激发的光致发光测量)、UV-CCL(冷阴极灯)和/或氙气闪光灯。
在一个方面中,本发明涉及根据本发明的玻璃在诊断法中的用途,特别是用于或作为微流体部件、例如用于基于光致发光的诊断法。玻璃可以用于或用作微流体部件的底板或盖板。高UV透射率对于诊断方法的信噪比尤其有利。
在本发明的一个方面中,本发明涉及根据本发明的玻璃的用途,用于发射UV光的灯、特别是具有或不具有保护管的UV灯。
在特别优选的方面中,本发明涉及根据本发明的玻璃在UVC检测器中或作为灭菌灯的外壳的用途。
本发明还涉及一种包根据本发明玻璃的UVC检测器或灭菌灯。
附图说明
图1示出HOK 4灯的发射光谱。在x轴上,示出波长(单位为nm)。在y轴上,示出与最大密度相比较的相对密度。
图2示出示例1和2在用HOK 4灯照射144小时前后在从200nm到400nm的波长范围中的透射光谱。
具体实施方式
1.示例A
已经针对本申请中所述的玻璃成分的含碱硅酸盐玻璃测试了UV透射率和耐晒性。玻璃成分仅仅在WO3的含量的方面不同。WO3的含量在示例1中小于3ppm,而在示例2中为约21ppm。通过将蔗糖以0.4wt.-%的含量添加到玻璃原料中,在还原熔融条件下获得所有示例。对于厚度为约0.7mm的样品,已经测试了在用HOK 4灯照射前后在从200nm到400nm的波长范围中的透射率。结果如图2中所示。
特别地,对于特别相干波长260nm,获得的结果总结在下表中。
结果显示,WO3的含量增加导致诱导消光系数增大。
2.示例B
已经针对本申请中所述的包括约20至25ppm的含量的WO3的玻璃组分的含碱硅酸盐玻璃测试了UV透射率和耐晒性。组分基本相同(示例4中具有23ppm WO3,而示例5中具有19ppm WO3)的示例4和5的玻璃的主要不同之处在于应用的熔融条件。通过将蔗糖添加到玻璃原料中,在还原熔融条件下获得示例4。与此不同,在氧化熔融条件(1wt.-%氮化物)下获得示例5。对于具有约1.0mm厚度的样品,已经测试了在用HOK 4灯照射前后在波长260nm处的透射率。获得的结果总结在下表中。
与在氧化熔融条件下获得的示例5相比,在还原熔融条件下获得的示例4中在用HOK 4灯照射前后在波长260nm处的透射率均更高。
Claims (16)
1.一种玻璃,其包括含量为至少60.0wt.-%的SiO2,其中WO3的含量为从0.1ppm至60.0ppm,并且其中,钨以这样的氧化态存在,使得在波长260nm处的透射率为至少75.0%。
2.根据权利要求1所述的玻璃,包括指定含量的如下组分,单位为wt.-%:
3.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃,包括指定含量的如下组分,单位为wt.-%:
4.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃,其中,所述玻璃包括少于10ppm的Fe2O3。
5.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃,其中,所述玻璃包括少于10ppm的TiO2。
6.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃,其中,所述玻璃包括少于10ppm的NiO。
7.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃,其中,所述玻璃包括少于10ppm的Cr2O3。
8.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃,其中,所述玻璃包括含量多于100ppm的Cl。
9.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃,其中,ZrO2的比例少于0.5wt.-%。
10.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃,其中,在用HOK 4灯照射144小时后,在基准厚度为1.0mm下,在波长260nm处的透射率为至少59.0%。
13.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃,其中,当玻璃熔体由玻璃在氩气氛的铂坩埚中通过电感加热到1500℃的温度而生产时,玻璃熔体中在1500℃的温度下的氧分压(pO2)为0.5巴以下。
14.一种用于生产根据前述权利要求中任一项所述的玻璃的方法,包括如下步骤:
a)在还原熔融条件下熔融玻璃原料;
b)任选地澄清熔体;
c)冷却熔体,
其中,熔融步骤a)包括使用钨电极。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,通过将一种以上的还原剂、例如糖添加到玻璃原料获得还原熔融条件。
16.根据权利要求1-13中任一项所述的玻璃在UVC检测器中或作为灭菌灯的外壳的用途。
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