专利名称：：一种适于制造大口径的法拉第旋光玻璃的制作方法-种适于制造大口径的法拉第旋光玻璃本发明属于-一种Tb.A—AL0:「BA—Si02系统，并且含ZnO、Zr02、PA、GaA、AsA和SbA的法拉第旋光玻璃，其威尔德常数v二25分/奥*厘米，适于制造d)250mm以上大口径玻璃。[技术背景]本专利所说的法拉第旋光玻璃，为TbA—AlA—B^—Si02系统玻璃，许多专利揭示了这种玻璃的特性，如USP3.318.652,3.484.152，3.420.601,特许公报昭5卜46524，昭57-43537，CN-1073927,CN-02100399.8。v二25分/奥厘米的大口径玻璃在制造口径超过d)250咖时，采用两种方法，其一是漏注法，其二是浇注法，关键在于浇注大口径玻璃过程中，玻璃不能析晶，要求玻璃具有足够的抗析晶能力，否则在浇注后冷却过程中玻璃产生析晶。因此，技术上要求1.析晶上限，即液相温度T,尽量低，与成形温度T.之差A〉L-T,〉100。C2.结晶速度尽量低，即结晶的成核速率和结晶生长速率尽量低，而且对于大口径玻璃，如4)250ramX40mm，浇注完成后玻璃液开始降温，从T.到软化温度T,降温时间长达300秒，玻璃要在这--段时间内不出现析晶，或者至少允许表面有少量结晶。这就要求玻璃自身具有很强的抗析晶能力，其内部不形成晶核，而且结晶不生长。E]前解决这一问题的方法包括两个方面，其一是调整玻璃主体成份，其二是加入杂化组份。由于v二25分/奥厘米玻璃的TW):,含量已固定，大约为20-22分子％，所能改动的只有Al20:i、BA和SiO,三者的比例，但这种调整没到最佳比例，并不能完全解决问题。H本特许公告昭51-46524加入ZrU等，但作者发现Zr02大于3时会引起锆英石析晶，适得其反。H本特许公告昭57-43537加入Zr0.2、W0:,、ZnO、AsA和SbA，但A1A太低，这种玻璃总体抗析晶能力不高，难以制造大口径玻璃本专利提出的方法是，其-一对主要成分Tb必,、A1A、BA和Si02四者之比例进行新的调整，调整的结果使玻璃网络结构成为较牢固三维立体骨架型，使玻璃更加稳定，减少结晶生长速度。其二，引入多种杂化氧化物ZnO、Zr(X、PA、Ga20:i、AsA和SbA这些高场强阳离子能干扰晶核的形成，减少晶核形成速度。[本
发明内容]根据玻璃结构理论，在玻璃网络结构中，氧化硼能以三角体[BOJ和四面体[B04]—二种配位状态存在，氧化硼的配位状态取决于(l)金属氧化物含量及其给出"游离氧"的能力，(2)二氧化硅的含量。本专利涉及的Tb203—Al203—B203~~Si02系统玻璃属于无碱硼硅酸盐玻璃，除氧化铝全部成为0104]一外，氧化硼部分成为[BCU—，这些带负电的四面体不能直接相连，中间必须有[B03]或[Si04]隔开。否则抗析晶能力大大减弱。显然，[A104]—和[B04]—的多少与Tb203、A1A、B203和Si02含量相关。作者经过理论计算和实验，发现当讣203为21-23，AL03为13-18，8203为25-30，Si02为30-35分子％时，符合下列公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>而且这时玻璃结构呈较强三维立体骨架型，玻璃较稳定组成基本单位为—[A104]—[Si02]-/1[B03]以及每个[B04]—和[A104]—都被[Si02]和[B03]隔开。这种组成的玻璃结构较稳定，抗析晶能力较强。另外，作者经过实验发现，当加入杂化氧化物含量为如下范围(分子％):ZnO0-4Zr020-5P2050-2Ga2030-3As2030-1Sb2030-1而且其中至少含二种，总量为1-5%时，玻璃的抗析晶能力最强，其中A&03和Sb203也起到澄清剂的作用。这些氧化物引入高场强阳离子，也有较强的凝聚力，会形成晶核，但是它们干扰玻璃中铽硼硅酸盐晶核的形成，因而减缓了晶核形成速度，提高玻璃总体的抗析晶能力。实验表明，当组份控制在上述范围内时，浇注尺寸为250X250X40mm大口径玻璃时，温度从L降到Tf时间为300秒，仍然不析晶。'利用白金坩埚及搅拌器，在控温硅钼棒电炉内熔化，原料采用高纯石英砂、氧化铝、硼酸、四氧化七铽，氧化锌、氧化锆、五氧化二磷、氧化镓、五氧化二砷和三氧化二锑。熔化温度146(TC，时间16小时，浇注温度12'50'C，模具预热温度60(TC，结果如表1表l(分子％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实例NO.1、N0.2和N0.3中，组成氧化物符合本专利提出的范围，浇注大口径玻璃，不出现析晶，证明有良好的抗析晶能力。而比较例N0.4中，Zr(U扁高，玻璃中出现杂化氧化物总量超过5%，析出八面体锆英石结晶。比较例N0.5中杂化氧化物太低，仅为0.5%，内部出现析晶。比较例N0.6中，因为A1A、B20,、SiO2三者比例失调柳2++52C>;-[/4/04]_—[腦]一'玻璃结构很难保持较稳定的三维骨架型，出现二维平面结构，使玻璃的抗析晶能力减弱。[本专利效果]实施结果表明，按本专利的组成熔制的玻璃，在制造小250mm以上大口径法拉第旋光玻璃时，可避免析晶。而且威尔德常数v^0.25分/奥厘米。权利要求1.一种威尔德常数v＝25分/奥·厘米，适于制造φ250mm以上大口径的法拉第旋光玻璃，其特点在于基本氧化物组成(分子％)Tb2O321-23、Al2O313-18、B2O325-30、SiO230-35，总量为94-96，杂化氧化物组成ZnO0-4、ZrO20-5、P2O50-2、Ga2O30-3、As2O30-1、Sb2O30-1。其中，杂化氧化物至少有两种，总量为1-5％。全文摘要一种威尔德常数v＝25分/奥·厘米，适于制造φ250mm以上大口径的法拉第旋光玻璃，其特点在于基本氧化物组成(分子％)Tb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>21-23、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>13-18、B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>25-30、SiO<sub>2</sub>30-35，总量为94-96，杂化氧化物组成ZnO0-4、ZrO<sub>2</sub>0-5、P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>0-2、Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0-3、As<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0-1、Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0-1。其中，杂化氧化物至少有两种，总量为1-5％。文档编号C03C3/062GK101412579SQ200710059899公开日2009年4月22日申请日期2007年10月17日优先权日2007年10月17日发明者莉张,杨宗彬,黄美玲申请人:天津市硅酸盐研究所