专利名称：一种钡玻璃材料及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻璃，特别是钡玻璃。
背景技术：
在工农业生产、国防、原子能和放射医学领域中需要一种既具优良的X、Y—射线 屏蔽功能，又具有良好的透光性能的特种塑料。自70年代末以来，有机铅玻璃得到了广泛 的研究和应用。但目前为止有机铅玻璃仍存在着表面硬度低、抗划痕能力差、表面易起毛等 缺点。高硬度的有机钡高分子材料已有报导，但对甲基丙烯酸钡的合成方法，聚合工艺条件 及性能的研究还不充分，合成甲基丙烯酸钡含量在8%以上的有机钡玻璃，尚有一定困难， 甲基丙烯酸钡含量过高会使板材失去透明性。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种钡玻璃材料，配方合理，X、Y—射 线屏蔽功能优越，兼具硬度和透明度。本发明的另一目的是提供钡玻璃材料的制法，工艺简 单，易于操作，产率高。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是一种钡玻璃材料，由下述原料按 所述重量份配制而成，SiO2 67 ；B2O3 1. 70 ；Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ； Na2O :13ο所述钡玻璃材料制得玻璃的密度为3. 0g/cm3 ；折射率为1. 525 ；软化点673°C。本发明钡玻璃材料的制法是从加热原料到熔制玻璃液，根据熔制过程的不同 分以下五种阶段第一阶段硅酸盐形成在加热过程中，原料SiO2 67 ；B2O3 1.70； Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ；Na2O 13 组成经化学、物理变化后，大部分之 气体产生物已发挥，此阶段完成了玻璃熔解主要反应过程，玻璃原料转化成硅酸盐和SiO2 组成的不透明烧结物；以及所生产之钠钙矽玻璃而言，此阶段温度在800 - 900°C完成；
第二阶段玻璃之形成持续加热后，烧结物开始熔融，原先的矽酸盐和SiO2相互扩散与 熔解，烧结将转变透明的玻璃液，但玻璃液中含大量气泡，其化学成分尚未均勻；此阶段温 度控制在1200 — 1250 0C ；
第三阶段玻璃液澄清继续加热后，玻璃粘度进一步降低；并释放出玻璃液内气泡；此 阶段温度1400 - 1500°C，而玻璃粘度IOPa. s ；
第四阶段玻璃液均化玻璃液长时间处于高温下，通过对流、扩散等作用，其化学组成 逐渐趋于均勻，玻璃液中的节瘤与条纹由于扩散、熔解、对流等作用而消失，化学组成与折 射率趋于一致；均化温度控制在低于澄清温度以下；
第五阶段.玻璃液冷却通过上述四个阶段后，玻璃质量符合了要求，将玻璃液的温度 冷却至200 - 300°C，使玻璃粘度达到102 - 103 Pa. S。本发明钡玻璃材料配方合理，不采用传统的甲基丙烯酸钡为原料，玻璃的透光度 大大提高，而且具有良好的低能X射线屏蔽性能，制得钡玻璃表面硬度高，机械强度大，耐溶剂和透光性能好，用途广泛。经以下性能测试结果充分说明本发明的有益效果
1、在Rigaku D/max—rA型χ射线衍射仪上测定试样对60kv、IOmA铜靶χ射线和30kv、 IOmA铜靶kev射线的屏蔽性能，钡玻璃具有良好的X射线屏蔽性，X射线屏蔽率远大于等厚 度的普通有机玻璃。2、按GB3398-82测试钡玻璃的球压痕硬度；按GB1043-79测试钡玻璃的无缺口冲 击硬度，表明钡玻璃的无缺口冲击强度和球压痕硬度均大于有机玻璃。3、在Perkin Elmer TMA热分析仪上测定试样在50克负荷下230_600k范围内的 形变曲线，升温速率20k/min ；在Perkin Elmer DSC — 2C表示扫描量热仪上测定试样的热 性能，升温速率20k/min ；钡玻璃的热变形温度提高，且使钡玻璃成为不溶性材料。4、在FP—3型光功率计上测定试样的白光透过率，钡玻璃对白光的折射率比一般 有机玻璃高。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。实施例1
一种钡玻璃材料，由下述原料按所述重量(Kg)配制而成，SiO2 67 ；B2O3 1. 70 ；Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ；Na2O :13。钡玻璃材料的具体制法是从加热原料到熔制玻璃液，根据熔制过程的不同分以 下五种阶段第一阶段硅酸盐形成在加热过程中，原料SiO2 67 ；B2O3 1. 70 ；Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ；Na2O 13组成经化学、物理变化后，大部分之气体产 生物已发挥，此阶段完成了玻璃熔解主要反应过程，玻璃原料转化成硅酸盐和SiO2组成的 不透明烧结物；以及所生产之钠钙矽玻璃而言，此阶段温度在800 - 900°C完成；
第二阶段玻璃之形成持续加热后，烧结物开始熔融，原先的矽酸盐和SiO2相互扩散与 熔解，烧结将转变透明的玻璃液，但玻璃液中含大量气泡，其化学成分尚未均勻；此阶段温 度控制在1200 — 1250 0C ；
第三阶段玻璃液澄清继续加热后，玻璃粘度进一步降低；并释放出玻璃液内气泡；此 阶段温度1400 - 1500°C，而玻璃粘度IOPa. s ；
第四阶段玻璃液均化玻璃液长时间处于高温下，通过对流、扩散等作用，其化学组成 逐渐趋于均勻，玻璃液中的节瘤与条纹由于扩散、熔解、对流等作用而消失，化学组成与折 射率趋于一致；均化温度控制在低于澄清温度以下；
第五阶段.玻璃液冷却通过上述四个阶段后，玻璃质量符合了要求，将玻璃液的温度 冷却至200 - 300°C，使玻璃粘度达到102 - 103 Pa. S。采用上述钡玻璃材料制得玻璃的密度为3.0g/cm3 ；折射率为1.525 ；软化点 673 °C。
权利要求
一种钡玻璃材料，其特征是其由下述原料按所述重量份配制而成，SiO267；B2O31.70；Al2O31.00；CaO3；ZnO1.80；BaO8；K2O4；Na2O13。
2.根据权利要求1所述的一种钡玻璃材料，其特征是钡玻璃材料制得玻璃的密度为 3. 0g/cm3 ；折射率为1. 525 ；软化点6730C0
3.一种钡玻璃材料的制法，其特征是从加热原料到熔制玻璃液，根据熔制过程的不 同分以下五种阶段 第一阶段硅酸盐形成在加热过程中，原料SiO2 67 ；B2O3 1.70； Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ；Na2O 13 组成经化学、物理变化后，大部分之 气体产生物已发挥，此阶段完成了玻璃熔解主要反应过程，玻璃原料转化成硅酸盐和SiO2 组成的不透明烧结物；以及所生产之钠钙矽玻璃而言，此阶段温度在800 - 900°C完成；第二阶段玻璃之形成持续加热后，烧结物开始熔融，原先的矽酸盐和SiO2相互扩散与 熔解，烧结将转变透明的玻璃液，但玻璃液中含大量气泡，其化学成分尚未均勻；此阶段温 度控制在1200 — 1250 0C ；第三阶段玻璃液澄清继续加热后，玻璃粘度进一步降低；并释放出玻璃液内气泡；此 阶段温度1400 - 1500°C，而玻璃粘度IOPa. s ；第四阶段玻璃液均化玻璃液长时间处于高温下，通过对流、扩散等作用，其化学组成 逐渐趋于均勻，玻璃液中的节瘤与条纹由于扩散、熔解、对流等作用而消失，化学组成与折 射率趋于一致；均化温度控制在低于澄清温度以下；第五阶段.玻璃液冷却通过上述四个阶段后，玻璃质量符合了要求，将玻璃液的温度 冷却至200 - 300°C，使玻璃粘度达到102 - 103 Pa. S。
全文摘要
本发明涉及玻璃，特别是钡玻璃。一种钡玻璃材料，其由下述原料按所述重量份配制而成，SiO267；B2O31.70；Al2O31.00；CaO3；ZnO1.80；BaO8；K2O4；Na2O13。本发明钡玻璃材料配方合理，不采用传统的甲基丙烯酸钡为原料，玻璃的透光度大大提高，而且具有良好的低能X射线屏蔽性能，制得钡玻璃表面硬度高，机械强度大，耐溶剂和透光性能好，用途广泛。
文档编号C03C3/093GK101985389SQ20101053256
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者田影 申请人:大连名远科技有限公司