一种含有氧化铜的玻璃及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种含有氧化铜的玻璃及其制备方法。玻璃包括以下重量份计的原料：二氧化硅10～20份、氧化钙10～30份、氧化钾20～30份、氧化铜40～50份、氯化银50～60份、磷酸钠60～65份、焦磷酸钠35～38份、次磷酸钠40～80份、三聚磷酸钠20～60份、磷酸氢二钾30～80份、酸式焦磷酸钠40～60份、二氧化钛20～50份。其制备方法是：将各原料混合均匀，熔制，待原料完全熔化，搅拌，降温至500～600℃时取出该玻璃液，浇注在模具上；退火，先在170～230℃的温度下保持1～2h，然后以2～5℃/小时的速率降温至100～110℃，自然冷却。本发明提高了玻璃的化学稳定性。
【专利说明】一种含有氧化铜的玻璃及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种玻璃，尤其涉及一种含有氧化铜的玻璃及其制备方法。
【背景技术】
[0002]玻璃色彩多样，节能环保，为室内外增添美感，还可以隔热阻寒，防爆抗震，为居室保暖同时添加安全保险。玻璃是一种透明的半固体，半液体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成(Na20.Ca0.6Si02)，主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料也称作有机玻璃。玻璃是一种无规则结构的非晶态固体(从微观上看，玻璃也是一种液体)，其原子不像晶体那样在空间具有长程有序的排列，而近似于液体那样具有短程有序。玻璃像固体一样保持特定的外形，不像液体那样随重力作用而流动。玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到，从熔融态向玻璃态转变时，冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及做有规则排列而形成晶体，没有释出结晶潜热，因此，玻璃态物质比结晶态物质含有较高的内能，其能量介于熔融态和结晶态之间，属于亚稳状态。从力学观点看，玻璃是一种不稳定的高能状态，比如存在低能量状态转化的趋势，即有析晶倾向，所以，玻璃是一种亚稳态固体材料。
[0003]其中，钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加热到接近软化点的700度左右，再进行快速均匀的冷却而得到的(通常5-6MM的玻璃在700度高温下加热240秒左右，降温150秒左右。8-10丽玻璃在700度高温下加热500秒左右，降温300秒左右。总之，根据玻璃厚度不同，选择加热降温的时间也不同)。钢化处理后玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力，使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高，其强度约是普通退火玻璃的四倍以上。已钢化处理好的钢化玻璃，不能再作任何切割、磨削等加工或受破损，否则就会因破坏均匀压应力平衡而 “粉身碎骨”。钢化玻璃(Tempered glass/Reinforced glass)属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。但是钢化玻璃的成本比较高。
[0004]但是一般的玻璃热转变温度低，性能不稳定。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种含有氧化铜的玻璃及其制备方法，玻璃的化学性能稳定。
[0006]一种含有氧化铜的玻璃，包括以下重量份计的原料:二氧化硅10~20份、氧化钙10~30份、氧化钾20~30份、氧化铜40~50份、氯化银50~60份、磷酸钠60~65份、焦磷酸钠35~38份、次磷酸钠4 0~80份、三聚磷酸钠20~60份、磷酸氢二钾30~80份、酸式焦磷酸钠40~60份、二氧化钛20~50份。[0007]作为优选，二氧化硅10~15份、氧化钙10~20份、氧化钾20~25份、氧化铜40~45份、氯化银50~55份、磷酸钠60~63份、焦磷酸钠35~37份、次磷酸钠40~60份、三聚磷酸钠20~50份、磷酸氢二钾30~70份、酸式焦磷酸钠40~50份、二氧化钛20~40份。
[0008]作为优选，二氧化硅15份、氧化钙20份、氧化钾25份、氧化铜45份、氯化银55份、磷酸钠63份、焦磷酸钠36份、次磷酸钠60份、三聚磷酸钠40份、磷酸氢二钾50份、酸式焦磷酸钠50份、二氧化钛30份。
[0009]含有氧化铜的玻璃的制备方法，包括以下步骤:
(1)将各原料混合均匀，放入钼金坩埚中熔制，熔化温度为700~800°C，待原料完全熔化，继续升高温度为950~1000°C，并用钼金螺旋桨以20~60转/分钟搅拌30~40分钟，降温至500~600°C时取出该玻璃液，并迅速将其浇注在预热170~230°C的模具上；
(2)将玻璃放入马弗炉中进行退火，先在170~230°C的温度下保持I~2h，然后以2~50C /小时的速率降温至100~110°C，最后自然冷却，待完全冷却后，取出玻璃。
[0010]作为优选，步骤(1)的熔化温度为700~750°C。
[0011]作为优选，步骤(1)的熔化温度为730°C。
[0012]本发明通过添加氧化铜，一方面增加了玻璃的成玻璃性能，制得的玻璃透明无气泡；同时也有效增加了玻璃的二阶非线性折射率，提高了玻璃的化学稳定性。
【具体实施方式】
[0013]下面通过具体实 施例进一步说明本发明。
[0014]实施例1
一种含有氧化铜的玻璃，包括以下重量份计的原料:二氧化硅10份、氧化钙10份、氧化钾20份、氧化铜40份、氯化银50份、磷酸钠60份、焦磷酸钠35份、次磷酸钠40份、三聚磷酸钠20份、磷酸氢二钾30份、酸式焦磷酸钠40份、二氧化钛20份。
[0015]含有氧化铜的玻璃的制备方法，包括以下步骤:
(1)将各原料混合均匀，放入钼金坩埚中熔制，熔化温度为700°c，待原料完全熔化，继续升高温度为950°C，并用钼金螺旋桨以20转/分钟搅拌30分钟，降温至500°C时取出该玻璃液，并迅速将其浇注在预热170°C的模具上；
(2)将玻璃放入马弗炉中进行退火，先在170°C的温度下保持lh，然后以2V/小时的速率降温至100°C，最后自然冷却，待完全冷却后，取出玻璃。
[0016]实施例2
一种含有氧化铜的玻璃，包括以下重量份计的原料:二氧化硅20份、氧化钙30份、氧化钾30份、氧化铜50份、氯化银60份、磷酸钠65份、焦磷酸钠38份、次磷酸钠80份、三聚磷酸钠60份、磷酸氢二钾80份、酸式焦磷酸钠60份、二氧化钛50份。
[0017]含有氧化铜的玻璃的制备方法，包括以下步骤:
(1)将各原料混合均匀，放入钼金坩埚中熔制，熔化温度为800°c，待原料完全熔化，继续升高温度为1000°C，并用钼金螺旋桨以60转/分钟搅拌40分钟，降温至600°C时取出该玻璃液，并迅速将其浇注在预热230°C的模具上； (2)将玻璃放入马弗炉中进行退火，先在230°C的温度下保持2h，然后以5°C/小时的速率降温至110°C，最后自然冷却，待完全冷却后，取出玻璃。
[0018]实施例3
一种含有氧化铜的玻璃，包括以下重量份计的原料:二氧化硅15份、氧化钙20份、氧化钾25份、氧化铜45份、氯化银55份、磷酸钠63份、焦磷酸钠36份、次磷酸钠60份、三聚磷酸钠40份、磷酸氢二钾50份、酸式焦磷酸钠50份、二氧化钛30份。
[0019]含有氧化铜的玻璃的制备方法，包括以下步骤:
(1)将各原料混合均匀，放入钼金坩埚中熔制，熔化温度为750°c，待原料完全熔化，继续升高温度为980°C，并用钼金螺旋桨以40转/分钟搅拌35分钟，降温至550°C时取出该玻璃液，并迅速将其浇注在预热200°C的模具上；
(2)将玻璃放入马弗炉中进行退火，先在200°C的温度下保持1.5h，然后以3°C /小时的速率降温至105 °C，最后自然冷却，待完全冷却后，取出玻璃。
[0020]实施例4
一种含有氧化铜的玻璃，包括以下重量份计的原料:二氧化硅12份、氧化钙12份、氧化钾22份、氧化铜42份、氯化银52份、磷酸钠62份、焦磷酸钠36份、次磷酸钠42份、三聚磷酸钠22份、磷酸氢二钾32份、酸式焦磷酸钠42份、二氧化钛22份。
[0021]含有氧化铜的玻璃的制备方法，包括以下步骤:
(1)将各原料混合均匀，放入钼金坩埚中熔制，熔化温度为720°c，待原料完全熔化，继续升高温度为980°C，并用钼金螺旋桨以27转/分钟搅拌32分钟，降温至520°C时取出该玻璃液，并迅速将其浇注在预热180°C的模具上； (2)将玻璃放入马弗炉中进行退火，先在180°C的温度下保持1.2h，然后以3°C /小时的速率降温至102 °C，最后自然冷却，待完全冷却后，取出玻璃。
[0022]实施例5
一种含有氧化铜的玻璃，包括以下重量份计的原料:二氧化硅18份、氧化钙18份、氧化钾28份、氧化铜48份、氯化银58份、磷酸钠63份、焦磷酸钠37份、次磷酸钠48份、三聚磷酸钠28份、磷酸氢二钾38份、酸式焦磷酸钠48份、二氧化钛28份。
[0023]含有氧化铜的玻璃的制备方法，包括以下步骤:
(1)将各原料混合均匀，放入钼金坩埚中熔制，熔化温度为780°C，待原料完全熔化，继续升高温度为980°C，并用钼金螺旋桨以28转/分钟搅拌38分钟，降温至580°C时取出该玻璃液，并迅速将其浇注在预热180°C的模具上；
(2)将玻璃放入马弗炉中进行退火，先在180°C的温度下保持1.8h，然后以4°C /小时的速率降温至108 °C，最后自然冷却，待完全冷却后，取出玻璃。
[0024]实施例6
一种含有氧化铜的玻璃，包括以下重量份计的原料:二氧化硅17份、氧化钙17份、氧化钾27份、氧化铜47份、氯化银57份、磷酸钠65份、焦磷酸钠35份、次磷酸钠47份、三聚磷酸钠27份、磷酸氢二钾37份、酸式焦磷酸钠47份、二氧化钛27份。
[0025]含有氧化铜的玻璃的制备方法，包括以下步骤:
(I)将各原料混合均匀，放入钼金坩埚中熔制，熔化温度为777°C，待原料完全熔化，继续升高温度为970°C，并用钼金 螺旋桨以27转/分钟搅拌37分钟，降温至570°C时取出该玻璃液，并迅速将其浇注在预热177°C的模具上；(2)将玻璃放入马弗炉中进行退火，先在177°C的温度下保持1.2h，然后以2.50C /小时的速率降温至107 °C，最后自然冷却，待完全冷却后，取出玻璃。
[0026]实施例7
一种含有氧化铜的玻璃，包括以下重量份计的原料:二氧化硅17份、氧化钙17份、氧化钾27份、氧化铜47份、氯化银57份、磷酸钠65份、焦磷酸钠36份、次磷酸钠42份、三聚磷酸钠22份、磷酸氢二钾32份、酸式焦磷酸钠42份、二氧化钛22份。
[0027]含有氧化铜的玻璃的制备方法，包括以下步骤:
(1)将各原料混合均匀，放入钼金坩埚中熔制，熔化温度为770°C，待原料完全熔化，继续升高温度为980°C，并用钼金螺旋桨以60转/分钟搅拌37分钟，降温至570°C时取出该玻璃液，并迅速将其浇注在预热220°C的模具上；
(2)将玻璃放入马弗炉中进行退火，先在220°C的温度下保持1.2h，然后以4°C /小时的速率降温至106°C，最后自然冷却，待完全冷却后，取出玻璃。
[0028]对照例
原料和方法同实施例1，不同的是:原料中不含氧化铜。
[0029]性能测试:将实施例1~3的玻璃进行性能测试，其中，n2为玻璃的二阶非线性折射率。 __
【权利要求】
1.一种含有氧化铜的玻璃，其特征在于:包括以下重量份计的原料:二氧化硅10~20份、氧化钙10~30份、氧化钾20~30份、氧化铜40~50份、氯化银50~60份、磷酸钠60~65份、焦磷酸钠35~38份、次磷酸钠40~80份、三聚磷酸钠20~60份、磷酸氢二钾30~80份、酸式焦磷酸钠40~60份、二氧化钛20~50份。
2.根据权利要求1所述的含有氧化铜的玻璃，其特征在于:二氧化硅10~15份、氧化钙10~20份、氧化钾20~25份、氧化铜40~45份、氯化银50~55份、磷酸钠60~63份、焦磷酸钠35~37份、次磷酸钠40~60份、三聚磷酸钠20~50份、磷酸氢二钾30~70份、酸式焦磷酸钠40~50份、二氧化钛20~40份。
3.根据权利要求1所述的含有氧化铜的玻璃，其特征在于:二氧化硅15份、氧化钙20份、氧化钾25份、氧化铜45份、氯化银55份、磷酸钠63份、焦磷酸钠36份、次磷酸钠60份、三聚磷酸钠40份、磷酸氢二钾50份、酸式焦磷酸钠50份、二氧化钛30份。
4.权利要求1所述的含有氧化铜的玻璃的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将各原料混合均匀，放入钼金坩埚中熔制，熔化温度为700~800°C，待原料完全熔化，继续升高温度为950~1000°C，并用钼金螺旋桨以20~60转/分钟搅拌30~40分钟，降温至500~600°C时取出该玻璃液，并迅速将其浇注在预热170~230°C的模具上； (2)将玻璃放入马弗炉中进行退火，先在170~230°C的温度下保持I~2h，然后以2~5°C /小时的速率降温至100~110°C，最后自然冷却，待完全冷却后，取出玻璃。
5.根据权利要求4所述的含有氧化铜的玻璃的制备方法，其特征在于:步骤(1)的熔化温度为700~750°C。
6.根据权利要求4所述的含有氧化铜的玻璃的制备方法，其特征在于:步骤(1)的熔化温度为730°C。`
【文档编号】C03B19/02GK103880284SQ201410085299
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】姚振红 申请人:苏州捷德瑞精密机械有限公司