琥珀玻璃的制作方法

文档序号:2011434阅读:1016来源:国知局

专利名称::琥珀玻璃的制作方法琥珀玻璃发明领域本发明涉及琥珀色玻璃和包含此类琥珀玻璃外壳的电灯。本发明尤其涉及应用于汽车的信号照明。发明背景包含琥珀玻璃外壳的电灯公开于专利EP1193226中。该有色玻璃具有式R'20-RO-Si02,其中R,是碱金属元素且R是碱土金属元素。该有色玻璃包含钼(Mo)和石克(S),其共同赋予玻璃琥珀色。钼以0.01-0.6wty。的比例添加(以氧化形式表示)且石危以0.01-1wt。/。的比例添加(以氧化形式表示)。虽然在该专利中没有给出制得的玻璃中钼和硫的比例,但是申请人已经指出适合信号照明的琥珀玻璃可包含0.01-1wt%以氧化形式表示的钼和0.01-2.5wt。/。以氧化形式表示的硫。要指出的是在玻璃科学领域通常用以氧化形式表示成分的比例。因此,Mo的百分比以Mo03的重量百分比表示且S的百分比以SOg的重量百分比表示。但是,这并不意味着该成分在玻璃中只以这种氧化形式存在。该成分可以以各种形式存在,且甚至可能,例如,玻璃中不包含该元素的氧化形式。但是,该专利所描述的琥珀玻璃是易碎的,由于由这种玻璃制成的电灯在操作中或甚至在其用于预定的汽车应用前易于破碎,这是一种缺点。发明综述本发明的目标是提供有色玻璃,尤其是具有改进的应力(stress)适合用于汽车信号照明的琥珀玻璃。为了这个目标,本发明提出了具有式R'20-RO-Si02的有色玻璃,其中R,是碱金属元素且R是碱土金属元素,所述有色玻璃包含以Mn03形式表示的0.01-1wt。/。的钼和以S03形式表示的0.01-2.5wto/o的石危,所述有色玻璃进一步包含以K20形式表示的7.8-14wt。/o的钾和以Na20形式表示的0.68-5.42wt。/。的钠,其中钾和钠的浓度的总和是11-17wt%。对现有技术的有色玻璃的分析可得出结论,该现有技术的玻璃在位于由此类玻璃制备的电灯或管的内壁附近的区域中包含相对高浓度的晶体。这样,玻璃中的晶体产生位于晶体周围的永久张力区(tensionzone)。根据该现有技术生产的电灯或管因此在其内壁上包含张力区。当负荷施加到电灯或管的外壁上时(例如当该产品被机器或人处理时),外壁处于压缩应力之下而内壁处于拉伸应力之下。由于内壁附近已经存在张力区,所以这些张力区会快速扩展,玻璃外壳易于破碎。已经公知,通常晶体会使玻璃更易于破碎,如以下所述ElsevierScientificPublishingCompany出片反的J.HlavSc所著的丛书GlassScienceandTechnology的第四册Thetechnologyofglassandceramics,1983,ISBN0-444-41577-7。申请人已经注意到玻璃中晶体的存在是因为用于使玻璃着色的钼和硫的存在所致。实际上,由包含Mo和S的第一配方制备的玻璃包含大量晶体,而由相同但是不包含Mo或S的配方制备的玻璃不包含晶体。这证明了晶体的存在是由于玻璃被Mo和S着色这一事实。透明的玻璃不包含晶体,这意味着上述提到的问题,即玻璃易碎性,只在基于Mo和S的琥珀玻璃中出现。如将在详细描述中所示,钾和钠的浓度的适当选择会使晶体浓度降低,这会导致不太易碎的玻璃。参考如下所述的实施方案,本发明的这些和其他方面将会变得清楚并从而被阐明。附图简述将参考下述的附图通过实施例更详细地描述本发明,其中图1示出根据本发明的电灯;图2示出由不同浓度钠和钾制备的琥珀玻璃中的晶体密度。发明详述图1示出也称作指示灯的电汽车信号灯1,包含-具有在例如0.3-1.3mm之间的壁厚的由琥珀色玻璃制备的灯壳或灯泡2,-支架(mount)3,包括由固定在玻璃灯泡2内的圏丝(lead)4固定的用于支撑巻曲灯丝5的两根引入线3a和3b,-定位销7,来自用于固定在照明座(holderoftheluminay)中的金属帽9,所述定位销7的相对位置应该使得不可能将错误的灯类型安装在特定的照明装置上(例如其使得不可能将透明灯安装在用于琥珀灯的照明装置上),-用于使汽车电路向灯供电的与支架3相连的电接触装置8,-用于固定在灯座的座中的金属帽9。图1的电灯的外壳由根据本发明的有色玻璃制备。制备该琥珀玻璃的起始材料是沙(sand)、碳或类似碳的还原剂、包含钼的原材料、硫酸钠、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、石灰石、碳酸钡、碳酸锶、氧化镁。如在专利EP1193226中公开的,玻璃的主要部分的通式是R'20-RO-Si〇2,其中R,是碱金属元素且R是石咸土金属元素。根据本发明有利实施方案的电灯的玻璃灯泡具有包含如表1所列的化学组分的玻璃组成。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表l:根据本发明的玻璃灯泡的有利化学组成。根据本发明优选实施方案的电灯的玻璃灯泡具有包含如表2所列的化学元素的玻璃组成。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2:根据本发明的玻璃灯泡的优选化学组成在这些表中,给出了化学元素的氧化形式的重量百分比。这并不意味着这些元素在玻璃中以这种氧化形式存在。例如,玻璃中的钾可以以K+或钾的其他形式存在。Si02在玻璃中作为网络形成体(networkformer)。Si02含量限制在60-75wt。/。,并与其他成分组合制得易于熔融和加工的玻璃。八1203改进玻璃的耐化学性。BaO具有增加玻璃的电阻和降低玻璃的软化温度的有利性质。碱土金属氧化物SrO、MgO和CaO具有降低玻璃的液化温度和熔融温度的有利性质。所述玻璃可以进一步作为来源于所使用的原材料的杂质包含一些Fe203。也可以发现存在痕量元素Ti〇2、Zr02和MnO。为了得到适用于汽车照明的玻璃,需要钾和钠以氧化形式表示的浓度的总和在11-17wt。/。之间。实际上,如果该总和超过这个范围,则该玻璃就不具备灯泡制造所需的熔融和加工性质;此外,该玻璃的热膨胀系数不适合用于将该玻璃封装到供电导体或电灯的引入线。这就是为什么该总和总是选一奪在这个范围内,例如,与在专利EP1193226中一样。本发明的目标是增加琥珀玻璃的强度。如前所述现有技术的琥珀玻璃的易碎性主要由于玻璃外壳内壁附近晶体的存在导致的,而所述晶体的存在主要是因为玻璃中钼和硫的存在。申请人已经指出,由于选择合适的钾和钠的浓度,所以显著降低玻璃外壳的内壁附近的晶体密度是可能的。所述玻璃的制造过程随后描述。通过称量和混合所有上述需要的原材料准备好批料。将该批料投入到传统的连续熔融槽中。在管成形过程的熔融、精炼和调理中使用标准工艺设定。使用标准拉管技术可在玻璃生产过程的终端制造玻璃管。在稍后的阶段,可通过加热管制备灯泡。通过上述的过程制备了各种玻璃。所制备的不同样品具有基本相同的组成,除了为了评价Na和K对晶体密度的影响而改变Na和K的浓度之外,其组成基本上就是表2所列的组成。表3给出了所制备的七个样品中Na和K的浓度。1234567Na2086.725.424.12.821.50.68K2056,47.89.210.61214表3:制备的琥珀玻璃样品的Na70和K70的重量百分比对每一次试验,选择预定尺寸的一部分样品并且使用购自MVTec公司的Halcon程序计算该部分中晶体的面积。所述部分的照片的尺寸是640*480像素,在每幅照片中数出属于晶体的像素的数目并且除以照片的总像素数。从而评估每个样品中的晶体密度。图2示出了每个样品的晶体密度,以被晶体覆盖的样品总面积的百分比表示。由图2可知,在钠浓度高于钾浓度的头两个样品中,晶体密度相对高。这会产生易碎的玻璃。样品1基本上对应于EP1193226所给出的玻璃组合物。样品3-7的晶体密度比样品1和2低得多,这意味着这些玻璃相对更坚固。这说明通过选择钾的数量和钠的数量,即使得有色玻璃包含7.8-14wt。/。的以K20表示的钾和0.68-5.42wt。/o的以Na20表示的钠,可以得到与现有技术相比更坚固的玻璃,所述更坚固的玻璃适用于汽车中的应用。采用具有表2给出的组成的玻璃得到较低的晶体密度。下列权利要求中的任何参考符号都不应当解释为限制所述权利要求。显而易见的是,动词"包含"及其变形的使用除了在任何权项中所限定的元素以外不排除任何其他元素的存在。元素前的术语"一种,,或"一个"不排除存在多个这些元素。权利要求1.一种具有式R′2O-RO-SiO2的有色玻璃,其中R’是碱金属元素且R是碱土金属元素,所述有色玻璃包含0.01-1wt%以MoO3形式表示的钼和0.01-2.5wt%以SO3形式表示的硫,所述有色玻璃进一步包含7.8-14wt%以K2O形式表示的钾和0.68-5.42wt%以Na2O形式表示的钠,其中以K2O和Na2O的形式表示的钾和钠的浓度总和为11-17wt%。2.如权利要求1所述的有色玻璃,其中以氧化形式的重量百分比表示,玻璃组成包含<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>3.如权利要求1所述的有色玻璃,其中以氧化形式的重量百分比表示,玻璃组成包含<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>4.一种电灯,其包含用权利要求1或2所述的有色玻璃制成的玻璃外壳。全文摘要一种具有式R′<sub>2</sub>O-RO-SiO<sub>2</sub>的有色玻璃,其中R’是碱金属元素且R是碱土金属元素。该有色玻璃包含0.01-1wt%以MoO<sub>3</sub>形式表示的钼和0.01-2.5wt%以SO<sub>3</sub>形式表示的硫。该有色玻璃进一步包含7.8-14wt%以K<sub>2</sub>O形式表示的钾和0.68-5.42wt%以Na<sub>2</sub>O形式表示的钠。以K<sub>2</sub>O和Na<sub>2</sub>O的形式表示的钾和钠的浓度总和为11-17wt%。文档编号C03C3/087GK101268023SQ200680034660公开日2008年9月17日申请日期2006年9月21日优先权日2005年9月23日发明者J·-S·斯特拉特曼斯,R·马滕斯,S·弗林克,T·克特拉尔申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
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