一种石英玻璃板配方及制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种石英玻璃板配方，按照重量份数由如下原料组成：玻璃网络成型剂75?85份、玻璃网络调节剂3?4份、Li2O2.5?3.5份、Al2O32.5?3.5份、CaO5.5?6.5份、TiO21?2份、MgO1?2份、B2O32?10份，ZrO25?20份，澄清剂0.5?2份、硼砂20?30份、硅酸钠防水剂3?5份、六偏磷酸钠1?3份、石英砂5?7份、Al2O35?15份，其制备方法为：按配方称取所需的原料；将原料在研钵中研细、仔细混匀后装入塔祸，送入预热到30℃?40℃的高温炉内熔制；在1100℃?1200℃下恒温3?4h后，浇注成不同形状；退火完毕后进行切割、抛光得到玻璃板，样品脱模后在50℃?60℃下于退火炉内退火1?2h，在炉内自然冷却到室温，不使用工业制品，而是采用纯化学试剂进行高温制备，解决了工业制品对黏度、电阻率及化学稳定性的不利影响。
【专利说明】
一种石英玻璃板配方及制备工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及玻璃板制备技术领域，具体涉及一种石英玻璃板配方及制备工艺。
【背景技术】
[0002] 二氧化硅单一组分的特种工业技术玻璃。这种玻璃硬度大可达莫氏七级，具有耐 高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好，并能透过紫外线和红外线。除 氢氟酸、热磷酸外，对一般酸有较好的耐酸性。按透明度分为透明和不透明两大类。按纯度 分为高纯、普通和掺杂三类。用水晶，硅石，硅化物为原料，经高温熔化或化学气相沉积而 成。熔制方法有电熔法、气炼法等。
[0003] 石英玻璃能透过紫外线、可见光和红外线，生产过程中结构尺寸比较稳定、硬度 强、热膨胀系数小，并且具有耐高温、耐腐蚀、耐辐射、透过高、折射率低，具有很高的光学均 匀性等特点，广泛用于医疗设备、电光源、电子、光纤通讯、仪表化工、航天航空等领域，石英 玻璃已经成为现代民用工业、国防工业等行业不可缺少的重要材料，高纯石英玻璃的热膨 胀系数小，杂质含量低，并具有耐高温、强度高等特点，市场需求量大，已越来越广泛地应用 半导体工业、新型电光源、光通讯、航天工业、化工行业及其他民用产品上。
[0004] 石英玻璃是二氧化硅单一成分的非晶态材料，其微观结构是一种由二氧化硅四面 结构体结构单元组成的单纯网络，由于Si-0化学键能很大，结构很紧密，所以石英玻璃具有 独特的性能，尤其透明石英玻璃的光学性能非常优异，在紫外到红外辐射的连续波长范围 都有优良的透射比。
[0005] -般生产原料中Na浓度增加以及对废物玻璃熔融物电阻率提出更高的要求，给研 制玻璃板带来很大困难。
【发明内容】
[0006] 针对以上问题，本发明提供了一种石英玻璃板配方及制备工艺，不使用工业制品， 而是采用纯化学试剂进行高温制备，解决了工业制品对黏度、电阻率及化学稳定性的不利 影响，引入Al2〇3、CaO、Ti〇2和MgO,目的是为调整工艺性能和产品性能提供更多的选择，生产 工艺简单，实用性强，制备的产品性能优良纯净，可以有效解决【背景技术】中的问题。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种石英玻璃板配方，按照重量 份数由如下原料组成： 玻璃网络成型剂75-85份、玻璃网络调节剂3-4份、Li2〇2.5-3.5份、Al2〇32.5-3.5份、 Ca05 ? 5-6 ? 5份、Ti〇2l_2份、Mg01-2 份、B2〇32-10份，Zr〇25-20份，澄清剂0 ? 5-2 份、硼砂20-30 份、娃酸纳防水剂3_5份、六偏憐酸纳1 _3份、石英砂5_7份、AI2O35-15份。
[0008] 作为本发明一种优选的技术方案，所述玻璃网络成型剂由Si〇4PB203组成，其中 Si〇2与B2O3的比例为3:1。
[0009] 作为本发明一种优选的技术方案，所述玻璃网络调节剂为Na20。
[0010] 作为本发明一种优选的技术方案，所述澄清剂为Sn02、Ce02的混合物。
[0011] 另外本发明还设计了一种石英玻璃板的制备工艺，包括如下步骤： (1) 按配方称取所需的原料； (2) 将原料在研钵中研细、仔细混匀后装入塔祸，送入预热到30°C-4(TC的高温炉内熔 制； (3) 在1100 °C_1200 °C下恒温3-4h后，浇注成不同形状； (4) 样品脱模后在50 °C -60 °C下于退火炉内退火l_2h，在炉内自然冷却到室温； (5) 成型玻璃冷却后，放入马弗炉内以1_3°C/min的降温速度退火，退火温度为300-800 °C； (6) 退火完毕后进行切割、抛光得到玻璃板。
[0012] 作为本发明一种优选的技术方案，所述高温炉采用高温硅碳棒电炉。
[0013] 本发明的有益效果： 本发明不使用工业制品，而是采用纯化学试剂进行高温制备，解决了工业制品对黏度、 电阻率及化学稳定性的不利影响，引入Al2〇3、CaO、Ti〇2和MgO,目的是为调整工艺性能和产 品性能提供更多的选择，生产工艺简单，实用性强，制备的产品性能优良纯净。
【具体实施方式】
[0014] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0015] 实施例1 一种石英玻璃板配方，按照重量分数由如下原料组成： 玻璃网络成型剂75份、玻璃网络调节剂3份、Li202.5份、Al2〇32.5份、Ca05.5份、Ti0 2l 份、MgOl份、B2〇32份，Zr025份，澄清剂0.5份、硼砂20份、硅酸钠防水剂3份、六偏磷酸钠1份、 石英砂5份、AI2O35份。
[0016] 所述玻璃网络成型剂由Si〇2和B2〇3组成，其中Si〇2与B 2〇3的比例为3:1。
[0017] 所述玻璃网络调节剂为Na20。
[0018] 所述澄清剂为Sn02、&02的混合物。
[0019] 其制备工艺包括如下步骤： (1) 按配方称取所需的原料； (2) 将原料在研钵中研细、仔细混匀后装入塔祸，送入预热到30°C的高温炉内熔制； (3) 在1KKTC下恒温3h后，浇注成不同形状； (4) 样品脱模后在50 °C下于退火炉内退火lh，在炉内自然冷却到室温； (5) 成型玻璃冷却后，放入马弗炉内以rC/min的降温速度退火，退火温度为300°C; (6) 退火完毕后进行切割、抛光得到玻璃板。
[0020] 所述高温炉采用高温硅碳棒电炉。
[0021] 实施例2 一种石英玻璃板配方，按照重量分数由如下原料组成： 玻璃网络成型剂80份、玻璃网络调节剂3.5份、Li203份、Al2〇33份、Ca06份、Ti0 21.5份、 MgOl. 5份、B2〇35份，Zr0212份，澄清剂0.8份、硼砂25份、硅酸钠防水剂4份、六偏磷酸钠2份、 石英砂6份、AI2O38份。
[0022] 所述玻璃网络成型剂由Si02和B203组成，其中Si02与B 203的比例为3:1。
[0023] 所述玻璃网络调节剂为Na20。
[0024] 所述澄清剂为Sn02、&02的混合物。
[0025] 其制备工艺包括如下步骤： (1) 按配方称取所需的原料； (2) 将原料在研钵中研细、仔细混匀后装入塔祸，送入预热到35°C的高温炉内熔制； (3) 在1150°C下恒温3.5h后，浇注成不同形状； (4) 样品脱模后在55 °C下于退火炉内退火1.5h，在炉内自然冷却到室温； (5) 成型玻璃冷却后，放入马弗炉内以2°C/min的降温速度退火，退火温度为500°C ; (6) 退火完毕后进行切割、抛光得到玻璃板。
[0026]所述高温炉采用高温硅碳棒电炉。
[0027] 实施例3 一种石英玻璃板配方，按照重量分数由如下原料组成： 玻璃网络成型剂85份、玻璃网络调节剂4份、Li203.5份、Al2〇33.5份、Ca06.5份、Ti0 22 份、Mg02份、B2〇310份，Zr0220份，澄清剂2份、硼砂30份、硅酸钠防水剂5份、六偏磷酸钠3份、 石英砂7份、Al2〇3515份。
[0028] 所述玻璃网络成型剂由Si02和B203组成，其中Si02与B 203的比例为3:1。
[0029] 所述玻璃网络调节剂为Na20。
[0030] 所述澄清剂为Sn02、&02的混合物。
[0031] 其制备工艺包括如下步骤： (1) 按配方称取所需的原料； (2) 将原料在研钵中研细、仔细混匀后装入塔祸，送入预热到40°C的高温炉内熔制； (3) 在1200°C下恒温4h后，浇注成不同形状； (4) 样品脱模后在60 °C下于退火炉内退火2h，在炉内自然冷却到室温； (5) 成型玻璃冷却后，放入马弗炉内以3°C/min的降温速度退火，退火温度为800°C ; (6) 退火完毕后进行切割、抛光得到玻璃板。
[0032]所述高温炉采用高温硅碳棒电炉。
[0033]本发明对样品的电阻率、粘度以及化学稳定性的测试如下： (1) 电阻率及粘度的测试方法:称l〇〇g玻璃样品装于特制的刚玉坩埚内，用高温粘度计 和熔融玻璃电导率测定仪分别测定1200-950 °C的粘度和电阻率，测试数据如下表：
(2) 化学稳定性的测试方法为：用MCC-1静态浸出试验法测试，测试条件为:90°C，去离 子水，浸出时间28d，计算标准化总失重(NL)。
[0034] NL = 8.39±0.58g/m2。
[0035] 基于上述，本发明的优点在于，本发明不使用工业制品，而是采用纯化学试剂进行 高温制备，解决了工业制品对黏度、电阻率及化学稳定性的不利影响，引入Al 203、Ca0、Ti02 和MgO,目的是为调整工艺性能和产品性能提供更多的选择，生产工艺简单，实用性强，制备 的产品性能优良纯净。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种石英玻璃板配方，其特征在于，按照重量份数由如下原料组成： 玻璃网络成型剂75-85份、玻璃网络调节剂3-4份、Li202.5-3.5份、Al2〇 32.5-3.5份、 Ca05 · 5-6 · 5份、Ti02l-2份、MgOl-2 份、B2O32-IO份，Zr025-20份，澄清剂0 · 5-2 份、硼砂20-30 份、硅酸钠防水剂3-5份、六偏磷酸钠1 -3份、石英砂5-7份、Al2〇35-l 5份。2. 根据权利要求1至2任一项所述的石英玻璃板配方，其特征在于，所述玻璃网络成型 剂由Si02和B2〇3组成，其中Si0 2与B2〇3的比例为3:1。3. 根据权利要求1至2任一项所述的石英玻璃板配方，其特征在于，所述玻璃网络调节 剂为Na20。4. 根据权利要求1至2任一项所述的石英玻璃板配方，其特征在于，所述澄清剂为Sn02、 Ce02的混合物。5. -种石英玻璃板的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤： (1) 按配方称取所需的原料； (2) 将原料在研钵中研细、仔细混匀后装入塔祸，送入预热到30°C-4(TC的高温炉内熔 制； (3) 在1100°C-1200°C下恒温3-4h后，浇注成不同形状； (4) 样品脱模后在50 °C_60 °C下于退火炉内退火l_2h，在炉内自然冷却到室温； (5) 成型玻璃冷却后，放入马弗炉内以1_3°C/min的降温速度退火，退火温度为300-800 °C； (6) 退火完毕后进行切割、抛光得到玻璃板。6. 根据权利要求5所述的石英玻璃板的制备工艺，其特征在于，所述高温炉采用高温硅 碳棒电炉。
【文档编号】C03B20/00GK105967505SQ201610298505
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】万永宁
【申请人】东莞市银特丰光学玻璃科技有限公司