一种具有防辐射和保温特性的功能玻璃及其制备方法_2

文档序号:9590970阅读:来源:国知局
/min,降温至550?565°C ;退火阶段,降温速度为I?3°C /min,降温至室温。
[0024]—种具有防辐射和保温特性的功能玻璃的制备方法,包括以下步骤:
[0025]第一步,风干玻璃渣的制备
[0026]I)按质量分数将 34% 的 S12, 21 % 的 PbO, 11 % 的 BaO,5.5% 的 SrO, I % 的 Li2O,4 % 的 Na20,4 % 的 K2O, 3 % 的 CeO2, 3 % 的 Al2O3, 3 % 的 ZrO2,4 % 的 B2O3,6.5 % 的 Bi2O3混合至均匀度大于98%后形成配合料;
[0027]2)将混合均匀的配合料通过螺旋给料机均匀地加入到已经升温至1470°C的马蹄焰窑炉中熔制9h ;
[0028]3)使玻璃液通过供料道,逐渐降温至1100°C,然后,待玻璃液流到匀料筒处时,通过控制匀料筒的高度让玻璃液通过料碗,流入供料槽下方的水池中,最后,将水池中的玻璃捞出,并风干后即得到风干玻璃渣;
[0029]第二步,具有防辐射和保温特性的功能玻璃的制备
[0030]I)按照质量分数将95.5%的风干玻璃渣,1.5%的碳酸钙,2%的无水三氧化二硼,I %的三氧化二铝混合后球磨至小于200目,形成配合料;
[0031]2)将配合料均匀的铺入耐热模具中,然后连同耐热模具一起移入发泡窑中进行发泡工艺,其中铺料厚度为8cm,所述发泡工艺具体包括:干燥阶段,升温速度为3°C /min,升温至150°C,保温18min ;升温发泡阶段,升温速度为4°C /min,升温至760°C,保温25min ;降温冷却阶段,降温速度为8°C /min,降温至565°C ;退火阶段,降温速度为2°C /min,降温至室温即得到具有防辐射和保温特性的功能玻璃。
[0032]与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
[0033]本发明的双功能玻璃具有显著防辐射效果和保温隔热效果,另外本发明所制备的具有防辐射和保温双功能的功能玻璃可以广泛作为核工业领域中,核设备、管道、建筑等的辐射防护和保温。
[0034]本发明方法通过高温熔融发泡工艺,在较低温度下制备了具有防辐射和保温双功能特性的功能玻璃,本发明专利所制备的双功能玻璃具有显著防辐射效果和保温隔热效果。本发明所制备的具有防辐射和保温双功能的功能玻璃可以广泛作为核工业领域中,核设备、管道、建筑等的辐射防护和保温。该工艺可以实现连续化大尺寸单模生产,生产效率高,成本低廉,节能环保,适于工业化生产。
【具体实施方式】
[0035]下面对本发明的实施方式做进一步详细描述:
[0036]—种具有防辐射和保温特性的功能玻璃,以质量分数计,其制备原料包括:95?97 %的风干玻璃渣,I?3 %的碳酸钙,0.5?3 %的无水三氧化二硼,0.5?1.2 %的三氧化二铝,所述的风干玻璃渣的制备原料包括:以质量分数计,30?40%的S12, 20?30%的PbO, 8 ?12 % 的 BaO,5 ?8 % 的 SrO,I ?2 % 的 Li20,3 ?5 % 的 Na2O, 3 ?5 % 的 K20,I ?3% 的 CeO2,1 ?3% 的 Al2O3, 2 ?4% 的 ZrO2, 3 ?6% 的 B2O3, 5 ?8% 的 Bi2O30
[0037]上述具有防辐射和保温特性的功能玻璃的制备方法包括以下步骤:
[0038]第一步,风干玻璃渣的制备
[0039]I)按质量分数将30?40%的S12, 20?30%的PbO,8?12%的BaO,5?8%的SrO, I ?2% 的 Li2O, 3 ?5% 的 Na2O, 3 ?5% 的 K2O, I ?3% 的 CeO2,1 ?3% 的 Al2O3, 2 ?4%的ZrO2, 3?6%的B2O3, 5?8%的Bi2O3混合至均匀度大于98%后形成配合料;
[0040]2)将混合均匀的配合料通过螺旋给料机均匀地加入到已经升温至1450?1480°C的马蹄焰窑炉中熔制6?16h ;
[0041]3)使玻璃液通过供料道,逐渐降温至1100°C,然后,待玻璃液流到匀料筒处时,通过控制匀料筒的高度让玻璃液通过料碗,流入供料槽下方的水池中,最后,将水池中的玻璃捞出,并风干后即得到风干玻璃渣;
[0042]第二步,具有防辐射和保温特性的功能玻璃的制备
[0043]I)按照质量分数将95?97%的风干玻璃渣,I?3%的碳酸钙,0.5?3%的无水三氧化二硼,0.5?1.2%的三氧化二铝混合后球磨至小于200目,形成配合料;
[0044]2)将配合料均匀的铺入耐火度大于1000°C的耐热模具中,然后连同耐热模具一起移入发泡窑中进行发泡工艺,其中铺料厚度为5?10cm,所述发泡工艺具体包括:干燥阶段,升温速度为3°C /min,升温至150°C,保温10?20min ;升温发泡阶段,升温速度为3?5 0C /min,升温至760?765°C,保温10?30min ;降温冷却阶段,降温速度为5?10°C /min,降温至550?565°C ;退火阶段,降温速度为I?3°C /min,降温至室温即得到具有防辐射和保温特性的功能玻璃。
[0045]上述S12由工业用石英砂引入,石英砂破碎后通过50目标准筛,石英砂中三氧化二铁含量小于 80ppm ;PbO,BaO, SrO, Li2O, Na2O, K2O, CeO2, Al2O3, ZrO2, B2O3, Bi2O3由化学纯的四氧化三铅,碳酸钡,碳酸锶,碳酸锂,碳酸钠,氧化铈,氧化铝,氧化锆,硼酸,氧化铋引入,粒度大于50目标准筛;碳酸钙、无水三氧化二硼和三氧化二铝分别由分析纯的碳酸钙、分析纯的硼酐及分析纯的三氧化二铝引入,且粒度均大于600目,以下实施例中均按此要求。
[0046]下面结合实施例对本发明做进一步详细描述:
[0047]实施例1
[0048]第一步,风干玻璃渣的制备
[0049]I)按质量分数将 33% 的 S12, 28% 的 PbO, 12% 的 Ba。,7% 的 SrO, I % 的 Li2O, 3%的 Na2O, 3 % 的 K2O, I % 的 CeO2,1 % 的 Al2O3, 2 % 的 ZrO2, 3 % 的 B2O3,6 % 的 Bi2O3混合至均匀度大于98%后形成配合料;
[0050]2)将混合均匀的配合料通过螺旋给料机均匀地加入到已经升温至1450°C的马蹄焰窑炉中熔制7h ;
[0051]3)使玻璃液通过供料道,逐渐降温至1100°C,然后,待玻璃液流到匀料筒处时,通过控制匀料筒的高度让玻璃液通过料碗,流入供料槽下方的水池中,最后,将水池中的玻璃捞出,并风干后即得到风干玻璃渣;
[0052]第二步,具有防辐射和保温特性的功能玻璃的制备
[0053]I)按照质量分数将95%的风干玻璃渣,2%的碳酸钙,2%的无水三氧化二硼,1%的三氧化二铝混合后球磨至小于200目,形成配合料;
[0054]2)将配合料均匀的铺入耐热模具中,然后连同耐热模具一起移入发泡窑中进行发泡工艺,其中铺料厚度为5cm,所述发泡工艺具体包括:干燥阶段,升温速度为3°C /min,升温至150°C,保温1min ;升温发泡阶段,升温速度为3°C /min,升温至760°C,保温30min ;降温冷却阶段,降温速度为5°C /min,降温至550°C ;退火阶段,降温速度为1°C /min,降温至室温即得到具有防辐射和保温特性的功能玻璃。
[0055]采用JC/T647-2005方法测试试样的密度为0.22g/cm3,体积吸水率为23 %,抗弯强度1.38MPa,平均孔径0.87mm。防护比例测试,参考辐射:mCs,防护比例=-9.6 %(厚5cm,平均能量662keV);参考辐射:窄谱40kV,防护比例=-99.9% (厚5cm,平均能量33keV);参考辐射:窄谱80kV,防护比例=-87.1% (厚5cm,平均能量33keV);参考辐射:窄谱150kV,防护比例=-72.0% (厚5cm,平均能量118keV);参考辐射:窄谱300kV,防护比例=-24.6% (厚5cm,平均能量250keV)。
[0056]实施例2
[0057]第一步,风干玻璃渣的制备
[0058]I)按质量分数将 39 % 的 S12, 23 % 的 PbO, 11 % 的 BaO, 6 % 的 SrO, 2 % 的 Li2O, 3 %的 Na20,4 % 的 K2O, 2 % 的 CeO2,1 % 的 Al2O3, 2 % 的 ZrO2,1 % 的 B2O3,6 % 的 Bi2O3混合至均匀度大于98%后形成配合料;
[0059]2)将混合均匀的配合料通过螺旋给料机均匀地加入到已经升温至1460°C的马蹄焰窑炉中熔制12h ;
[0060]3)使玻璃液通过供料道,逐渐降温至1100°C,然后,待玻璃液流到匀料筒处时,通过控制匀料筒的高度让玻璃液通过料碗,流入供料槽下方的水池中,最后,将水池中的玻璃捞出,并风干后即得到风干玻璃渣;
[0061]第二步,具有防辐射和保温特性的功能玻璃的制备
[0062]I)按照质量分数将96%的风干玻璃渣,2%的碳酸钙,1%的无水三氧化二硼,1%的三氧化二铝混合后球磨至小于200目,形成配合料;
[0063]2)将配合料均匀的铺入耐热模具中,然后连同耐热模具一起移入发泡窑中进行发泡工艺,其中铺料厚度为7cm,所述发泡工艺具体包括:干燥阶段,升温速度为3°C /min,升温至150°C,保温12min ;升温发泡阶段,升温速度为4°C /min,升温至760°C,保温20min ;降温冷却阶段,降温速度为8°C /min,降温至550°C ;退火阶段,降温速度为2°C /min,降温至室温即得到具有防辐射和保温特性的功能玻璃。<
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