含有硬硼酸钙石的新钠钙硅酸盐玻璃组合物及其制备方法_2

文档序号:9493086阅读:来源:国知局
[0029] 本发明还有的另一个目的是提供含有显著量的氧化硼并仍然表现出熔化温度降 低,热膨胀系数减小,玻璃化转变温度、测膨胀软化点和微硬度增强,而同时折射率和色散 性都媲美母体钠钙硅酸盐玻璃的钠钙硅酸盐组合物。

【发明内容】

[0030] 因此,本发明提供了使用硬硼酸钙石高能效加工处理的钠钙硅酸盐玻璃 组合物,其基本上由以下组成:60. 82-69. 45wt%的二氧化硅,4. 26-13. 14wt%B203, 13. 00-13. 70wt. %Na20,8. 59-10. 30wt. %CaO,连同其它按照所示比例的(λ15-L30wt% Α1203,0· 03-0. 30wt%K20,0. 46-4. 04wt%Mg0,0. 13-0. 41wt%SrO和 0· 01-0. 02wt%Ti(y9 次要组分,以及含有不超过0. 04wt. %Fe的痕量杂质,用于制作平板和容器玻璃。
[0031] 在本发明的一个实施方式中,使用硬硼酸钙石高能效加工处理的钠钙硅酸盐玻 璃组合物基本上由以下组成:60.82-68.8(^七%510 2,4. 26-12 . 24¥七%8203,13.7(^七% Na20,0. 03wt.%K20,8. 59-8. 83wt.%Ca0,4.OOwt.%Mg0,0. 13-0. 37wt.%Sr0,0. 15wt.% Al203,0.02wt. %Ti02和来自原料的痕量Fe,用于制作平板玻璃。
[0032] 在本发明的另一实施方式中,使用硬硼酸钙石高能效加工处理的钠钙硅酸盐玻 璃组合物基本上由以下组成:61.28-69.45¥七%510 2,4. 97-13.14¥七%8203,13.0(^七% Na20,0. 30wt. %Κ20,9· 28-10. 30wt. %Ca0,0. 46-1. 24wt. %Mg0,0. 15-0. 41wt. %SrO, 1. 30wt. %A1203,0.Olwt. %Ti02和来自原料的痕量Fe,用于制作容器玻璃。
[0033] 在本发明还有的另一实施方式中,另外的B203逐渐代替二氧化硅由此总SiO2+B203 含量分别在平板和容器玻璃中不超过73. 06wt%和74. 42wt%。
[0034] 在本发明还有的另一实施方式中,由硬硼酸钙石矿物引入的另外的SrO和MgO已 经用CaO替代因此总碱土含量(Ca0+Mg0+Sr0)分别在平板和容器玻璃中不超过13. 00wt% 和 10. 93wt%。
[0035] 在还有的另一实施方式中,本发明提供的新钠钙硅酸盐玻璃组合物基本上由 以下组成:60. 82-69. 45wt% 二氧化硅,4. 26-13. 14wt%B203,13. 00-13. 70wt%Na20, 8· 59-10. 30wt%CaO,连同按照所示比例的 0· 15-1. 30wt%A1203,0· 03-0. 30wt%K20, 0· 46-4. 04wt%Mg0,0. 13-0. 41wt%SrO和(λ01-0. 02wt% 1102的其它次要组分,以及含有 不超过0. 04wt%Fe的痕量杂质。碳酸钙逐渐并完全被硬硼酸钙石替代从而获得要求保护 的组合物中所需的氧化钙(CaO)。这意味着,含0. 0碳酸钙的组合物将具有10. 58wt%起到 氧化钙(CaO)来源的作用的硬硼酸钙石。
[0036] 在本发明还有的另一实施方式中,所述玻璃具有超过90 %的透光率。
[0037] 在本发明还有的另一实施方式中,专用于太阳能板的平板玻璃和容器玻璃的钠钙 硅酸盐玻璃具有范围为1. 5243-1. 5345的折射率(nd)。
[0038] 在本发明还有的另一实施方式中,专用于太阳能板的平板玻璃和容器玻璃的钠钙 硅酸盐玻璃随着包含氧化硼含量增加而分别具有范围为86-84X107K1和87-83X107K1 的热膨胀系数(a5D3。。)。
[0039] 在本发明还有的另一实施方式中,专用于太阳能板的平板玻璃和容器玻璃的钠钙 硅酸盐玻璃分别具有范围为572-583°C和582-587°C的玻璃化转变温度。
[0040] 在还有的另一实施方式中,本发明提供了一种使用硬硼酸钙石作为B203和CaO二 者来源原料制备钠钙硅酸盐平板和容器玻璃的方法,并且所述方法包括以下步骤:
[0041] i.对于钠钙硅酸盐平板玻璃组合物,混合11. 20-32. 16wt%的硬硼酸钙石, 58. 95-68. 31wt%的石英,0· 41wt%的长石,24. 32-24. 38wt%的苏打灰(纯碱,碳酸钠, sodaash),0· 0-10. 58wt% 的碳酸|丐,0· 06-0. 08wt% 的三氧化错,2. 88-3. 64wt% 的氧化 镁和0.Olwt%的二氧化钛,而对于钠钙硅酸盐容器玻璃组合物,混合13. 06-34. 52wt% 的硬硼酸钙石,56. 48-7L08wt%的石英,4. 12wt%的长石,22. 85-22. 92wt%的苏打灰, 0· 0-12. 22wt%的碳酸钙,0· 72-0. 74wt%的三氧化铝和0·Olwt%的二氧化钛,持续30分钟 的时间段而获得均质母料混合物;
[0042] ii.在范围为1450_1600°C的温度下熔化步骤(i)中获得的均质母料混合物持续 2. Oh的时间段并采用石英棒按照45分钟的间隔手动间歇搅拌两次而达到均质。
[0043]iii.步骤(ii)中获得的均质熔体浇铸于预热(300°C)的铸铁模具上而获得玻璃 板(slab)接着立即将其转移至保持于550°C的退火炉退火4小时。
[0044] 应注意的是在以上引用的步骤[i]中,碳酸钙逐渐并完全被硬硼酸钙石替代从而 在要求保护的组合物中获得所需的氧化钙(CaO)。这意味着,含0. 0碳酸钙的组合物将具有 10. 58wt%充当氧化|丐(CaO)来源的硬硼酸|丐石。
[0045] 在本发明还有的另一实施方式中,所述玻璃组合物具有在IPa.s的粘度下范围为 最大1413°C-最小1234°C的等粘温度。
[0046] 在本发明还有的另一实施方式中,在所述玻璃组合物中加入由硬硼酸钙石引入的 B203导致间歇熔化温度下降至少150°C。
[0047] 在一个进一步的实施方式中,本发明提供了:
[0048] a)首次将硬硼酸钙石用于高能效加工处理的钠钙硅酸盐玻璃组合物和含氧化硼 的钠钙-二氧化硅玻璃组合物,具有高透光率,降低的熔化温度以及改善的热和机械性质, 用于太阳能电池应用而消除了迄今已知的现有技术的缺点。
[0049] b)通过使用硬硼酸钙石作为氧化硼和平板和容器主要组分的氧化钙(CaO)这二 者的原料而含氧化硼的用于高能效工艺过程的钠钙硅酸盐玻璃组合物的开发。
[0050] c)通过由于可见光透过率高于90%的高能效加工处理而降低生产成本加工平板 玻璃用于太阳能板应用的大受益。
[0051] d)使用硬硼酸钙石作为S042自由基来自硬硼酸钙石矿物的原料之一对玻璃熔体 的精炼工艺过程的改善。
[0052] 在还有的另一实施方式中,本发明提供了 一种组合物及其制备方法;将硬硼 酸钙石引入钠钙-二氧化硅类平板和容器玻璃的化学组合物作为氧化钙(CaO)和氧化 硼(B203)二者的来源。本发明用作平板玻璃的组合物由以下组成:60. 82-68. 80wt. % Si02,4. 26-12 . 24wt. %B203, 13. 70wt. %Na20,0. 03wt. %K20,8. 59-8. 83wt. %CaO, 4. 00-4. 04wt. %Mg0,0. 13-0. 37wt. %Sr0,0. 15wt. %A1203和 0· 02wt. %TiO2连同 0.04wt. %来自起始原料作为杂质引入的Fe,而用于容器玻璃的氧化物化学物质由以下 组成:61. 28-69. 45wt. %Si02,4. 97-13. 14wt. %B203,13. 00wt. %Na20,0. 30wt. %K20, 9.28-10.30wt. %Ca0,0.46-1. 24wt. %Mg0,0.15-0. 41wt. %Sr0,1.30wt. %A1203和 0.Olwt. %Ti02连同0. 04wt. %来自起始原料作为杂质引入的Fe。
[0053] 在还有的另一个实施方式中,本发明提供了一种组合物及其制备方法,其中由于 将硬硼酸钙石引入钠钙-二氧化硅类平板和容器玻璃的化学组合物中,熔化工艺过程相对 于现有技术中已知的钠钙-二氧化硅玻璃的组合物在较低的温度(1450°C-155(TC)进行。
[0054] 在本发明还有的另一实施方式中,源于加入硬硼酸钙石对于平板玻璃以最大水平 12. 24wt%而对于容器玻璃组合物以最大水平13. 24wt%引入B203同时替代研究的玻璃中 的石灰石(CaC03)至多达100%,使得产生高效节能、成本效益和环境友好型的玻璃熔化工 〇
[0055] 在还有的另一实施方式中,本发明提供了一种组合物,其中另外的B203逐渐替代 二氧化娃由此总Si02+B203含量不超过73. 06wt%。
[0056] 在还有的另一实施方式中,本发明提供了一种组合物,其中另外的B203逐渐
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