CN1721886A - 反射镜 - Google Patents

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Abstract

一种反射镜，它包括未结晶玻璃基片和通过气相沉积在所述玻璃基片表面上形成的薄多层反射涂层。所述玻璃基片含有53～64重量％的SiO2；10～23重量％的Al2O3；各自的量为不小于3重量％并且两者总量为8～20重量％的ZnO和MgO；总量为0.2～2重量％的Na2O和K2O；1～8重量％的B2O3；0～4重量％的TiO2；以及总量为不超过2重量％的As2O3和Sb2O3。所述玻璃基材具有不大于35的平均膨胀系数、不小于640℃的畸变点。因此，即使该基片只含有小量TiO2，该反射镜在其内表面也可以承受615℃的温度。

Description

反射镜
技术领域
本发明涉及光源灯的反射镜，该反射镜用于投影仪和背投电视。
背景技术
传统的该类反射镜包括玻璃基片和薄的多层反射涂层，该反射涂层传送红外和紫外射线，并且其通过气相沉积在玻璃基片上形成。
光源灯的亮度越高，所形成的热量就越高。因此，在该种光源灯中使用的反射镜的玻璃基片需要高耐热性。具体地说，玻璃基片应当有足够的耐热性，以便当玻璃基片进行耐热性测试时，反射涂层不会出现裂缝和剥落，所述耐热性测试包括8次加热到550℃再自然冷却到常温的循环。
而且，因为投影仪或背头电视的灯为超高压汞灯，因此在万一爆炸的情况下就需要高的机械强度。
具体而言，灯工作时，如果灯由于供给过量电流而意欲爆炸，反射镜必需有足够高的机械强度才不会破裂。
日本专利出版物7-92527公开了用于该种反射镜的玻璃基片的结晶玻璃，该反射镜可满足上述对于耐热性和机械强度的两种需求。日本专利出版物3527223和2001-305320公开了特殊玻璃，它是为用作该反射镜的玻璃基材而开发的，并且它也可满足上述两种需求。
但是，结晶玻璃为了结晶需要两个阶段的热处理。因此，其生产成本趋于增加。
而且，在沉积反射涂层之前，它需要抛光其表面，这也会导致生产成本增高。
除高生产成本之外，结晶玻璃还具有下列在灯固定之后的亮度问题。
即，因为结晶玻璃必需通过使成形玻璃(molded glass)进行热处理而进行结晶，因此在热处理过程中，该玻璃倾向于轻微收缩。这种情况会导致灯光的漫反射。
在日本专利出版物3527223中公开的玻璃具有足够高的650℃畸变点，但是该玻璃的平均膨胀系数较高，即不大于38。此外，为降低平均膨胀系数，该出版物推荐使用大量的TiO2(即，不超过15％)，但是与其它成分相比TiO2较为昂贵。在该出版物的实施例中，也使用5～6％的TiO2。在日本专利出版物2001-305320中公开的玻璃具有30～36的较高平均膨胀系数，而且该玻璃的畸变点为不小于620℃，从现在的光源灯亮度高而往往将玻璃加热到更高温度的实际考虑，该玻璃是不能令人满意的。
发明内容
本发明目的是提供反射镜，它包括不含或只含少量昂贵TiO2的玻璃基片，并且该玻璃基片具有不大于35的足够低平均膨胀系数以及不小于640℃的足够高畸变点，因此该反射镜在其内表面能够忍受615℃的温度。
根据本发明，所提供的反射镜包括未结晶玻璃基片和通过气相沉积在该玻璃基片表面上形成的薄多层反射涂层，所述玻璃基片含有53～64重量％的SiO2；10～23重量％的Al2O3；各自的量为不小于3重量％并且两者总量为8～20重量％的ZnO和MgO；总量为0.2～2重量％的Na2O和K2O；1～8重量％的B2O3；0～4重量％的TiO2；以及总量为不超过2重量％的As2O3和Sb2O3。
具体实施方式
具有该组成的玻璃基片具有30～35的平均膨胀系数，不小于640℃的畸变点和不小于77GPa的杨氏模量。包括这种玻璃基片和在该玻璃基片表面上形成的薄多层反射涂层的反射镜对于红外和紫外射线具有高透光率，并且该反射镜具有不小于615℃的耐热性。
即，在进行包括8次加热到615℃再自然冷却到常温的耐热测试之后，反射镜不会开裂，它的薄多层反射涂层也不会剥落。
玻璃基片中的SiO2含量确定为53～64重量％，这是因为如果该含量超过64重量％，则玻璃难于熔融，而如果该含量小于53重量％，则在成形过程中趋向于发生反玻璃化。Al2O3含量确定为10～23重量％，这是因为如果该含量小于10重量％，则机械强度不够，而如果超过23重量％，则玻璃难于熔融。
ZnO和MgO的各自含量为不小于3重量％并且两者总量为8～20重量％。这两种成分具有较低膨胀系数和较高畸变点，并且起稳定玻璃作用。因此，通过加入这两种成分，可以减少Na2O和K2O的量，Na2O和K2O也起稳定玻璃作用但同时往往增加膨胀系数并降低畸变点，而且也会降低机械强度。而且，因为ZnO和MgO具有较高的机械强度，因此，通过加入这两种成分，可以减少昂贵TiO2的量。如日本专利2001-305320中所公开的那样，CaO、BaO和SrO用于稳定玻璃。但是如果需要高的耐热性，则CaO、BaO和SrO优选不以太大量加入，这是因为它们倾向于增加热膨胀并降低畸变点。
B2O3用于改善玻璃的可熔性，由此而改善玻璃的可使用性。其加入量应该为不小于1重量％。但是如果其加入量大于8重量％，则会发生反玻璃化。Na2O和K2O也用于改善玻璃的可熔性，由此而改善玻璃的可使用性。这两者的加入总量应该不小于0.2重量％。但是如果这两者的加入总量大于2重量％，则会增加玻璃的膨胀系数并降低畸变点。
TiO2用于降低膨胀系数和增加机械强度。但是在本发明中TiO2并不是必需成分。因为TiO2是昂贵的物质，因此如果加入，其加入量应该为不大于4重量％。如日本专利2001-305320中所公开的那样，与TiO2相比，ZrO2更显著地增加膨胀系数和降低畸变点。因此，如果需要高的耐热性，则ZrO2不应该以过大量加入。
As2O3和Sb2O3用作熔融玻璃中的净化剂。总量不小于2重量％的这些物质才足以作为净化剂。
即使本发明的反射镜玻璃基片没有包含大量的昂贵TiO2，它也具有不大于35的平均膨胀系数和不小于640℃的畸变点。因此，如果在投影仪或背头电视中使用，则本发明的反射镜可以承受其内表面的615℃高温以及当灯开和关时的热冲击。该反射镜在挤压之后表现出高的成形精确性。
实施例
下面描述本发明的实施例
将表1所示的原料混合在一起以制备玻璃组合物。相应的玻璃组分都在1500～1600℃温度熔融。这样获得的玻璃基片形成反射镜形状，并且通过气相沉积在该玻璃基片上形成多层涂层，从而形成反射镜，所述多层涂层包括交替的Ta2O6和TiO2-SiO2涂层(实施例1～7)。
表1
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6   实施例7
  SiO2   59.7   61.7   60.7   60.7   57.7   59.7   59.7
  Al2O3   15   15   18   15   14   15   15
  ZnO   10   8   5   12   14   10   10
  MgO   6   8   9   7   8   6   6
  B2O3   4   3   3   4   3   4   4
  Na2O+K2O   1   1   1   1   1   1   1
  TiO2   4   3   3   2   4   4
  As2O3+Sb2O3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3
  总量   100   100   100   100   100   100   100
  畸变点   642   660   681   640   630   642   642
  膨胀   33   31   34   32   35   33   33
  杨氏模量   88   84   84   77   83   83   83
这样获得的反射镜(实施例1～7)进行耐热测试，该耐热测试包括8次加热到615℃再自然冷却到常温的循环。测试之后，反射镜都没有裂缝，而且各反射镜的薄多层反射涂层都没有剥离。

Claims (2)

1.一种反射镜，它包括未结晶玻璃基片和通过气相沉积在所述玻璃基片表面上形成的薄多层反射涂层，所述玻璃基片含有53～64重量％的SiO2；10～23重量％的Al2O3；各自的量为不小于3重量％并且两者总量为8～20重量％的ZnO和MgO；总量为0.2～2重量％的Na2O和K2O；1～8重量％的B2O3；0～4重量％的TiO2；以及总量为不超过2重量％的As2O3和Sb2O3。
2.如权利要求1所述的反射镜，其中所述玻璃基材具有30～35的平均膨胀系数、不小于640℃的畸变点、不小于77GPa的杨氏模量，所述反射镜用于投影仪或背投电视。
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