一種石英玻璃板配方及制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種石英玻璃板配方，按照重量份數由如下原料組成：玻璃網絡成型劑75?85份、玻璃網絡調節劑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，澄清劑0.5?2份、硼砂20?30份、硅酸鈉防水劑3?5份、六偏磷酸鈉1?3份、石英砂5?7份、Al2O35?15份，其制備方法為：按配方稱取所需的原料；將原料在研缽中研細、仔細混勻后裝入塔禍，送入預熱到30℃?40℃的高溫爐內熔制；在1100℃?1200℃下恒溫3?4h后，澆注成不同形狀；退火完畢后進行切割、拋光得到玻璃板，樣品脫模后在50℃?60℃下于退火爐內退火1?2h，在爐內自然冷卻到室溫，不使用工業制品，而是采用純化學試劑進行高溫制備，解決了工業制品對黏度、電阻率及化學穩定性的不利影響。
【專利說明】
一種石英玻璃板配方及制備工藝
技術領域
[0001] 本發明涉及玻璃板制備技術領域，具體涉及一種石英玻璃板配方及制備工藝。
【背景技術】
[0002] 二氧化硅單一組分的特種工業技術玻璃。這種玻璃硬度大可達莫氏七級，具有耐 高溫、膨脹系數低、耐熱震性、化學穩定性和電絕緣性能良好，并能透過紫外線和紅外線。除 氫氟酸、熱磷酸外，對一般酸有較好的耐酸性。按透明度分為透明和不透明兩大類。按純度 分為高純、普通和摻雜三類。用水晶，硅石，硅化物為原料，經高溫熔化或化學氣相沉積而 成。熔制方法有電熔法、氣煉法等。
[0003] 石英玻璃能透過紫外線、可見光和紅外線，生產過程中結構尺寸比較穩定、硬度 強、熱膨脹系數小，并且具有耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、透過高、折射率低，具有很高的光學均 勻性等特點，廣泛用于醫療設備、電光源、電子、光纖通訊、儀表化工、航天航空等領域，石英 玻璃已經成為現代民用工業、國防工業等行業不可缺少的重要材料，高純石英玻璃的熱膨 脹系數小，雜質含量低，并具有耐高溫、強度高等特點，市場需求量大，已越來越廣泛地應用 半導體工業、新型電光源、光通訊、航天工業、化工行業及其他民用產品上。
[0004] 石英玻璃是二氧化硅單一成分的非晶態材料，其微觀結構是一種由二氧化硅四面 結構體結構單元組成的單純網絡，由于Si-0化學鍵能很大，結構很緊密，所以石英玻璃具有 獨特的性能，尤其透明石英玻璃的光學性能非常優異，在紫外到紅外輻射的連續波長范圍 都有優良的透射比。
[0005] -般生產原料中Na濃度增加以及對廢物玻璃熔融物電阻率提出更高的要求，給研 制玻璃板帶來很大困難。

【發明內容】

[0006] 針對以上問題，本發明提供了一種石英玻璃板配方及制備工藝，不使用工業制品， 而是采用純化學試劑進行高溫制備，解決了工業制品對黏度、電阻率及化學穩定性的不利 影響，引入Al2〇3、CaO、Ti〇2和MgO,目的是為調整工藝性能和產品性能提供更多的選擇，生產 工藝簡單，實用性強，制備的產品性能優良純凈，可以有效解決【背景技術】中的問題。
[0007] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種石英玻璃板配方，按照重量 份數由如下原料組成： 玻璃網絡成型劑75-85份、玻璃網絡調節劑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，澄清劑0 ? 5-2 份、硼砂20-30 份、娃酸納防水劑3_5份、六偏憐酸納1 _3份、石英砂5_7份、AI2O35-15份。
[0008] 作為本發明一種優選的技術方案，所述玻璃網絡成型劑由Si〇4PB203組成，其中 Si〇2與B2O3的比例為3:1。
[0009] 作為本發明一種優選的技術方案，所述玻璃網絡調節劑為Na20。
[0010] 作為本發明一種優選的技術方案，所述澄清劑為Sn02、Ce02的混合物。
[0011] 另外本發明還設計了一種石英玻璃板的制備工藝，包括如下步驟： (1) 按配方稱取所需的原料； (2) 將原料在研缽中研細、仔細混勻后裝入塔禍，送入預熱到30°C-4(TC的高溫爐內熔 制； (3) 在1100 °C_1200 °C下恒溫3-4h后，澆注成不同形狀； (4) 樣品脫模后在50 °C -60 °C下于退火爐內退火l_2h，在爐內自然冷卻到室溫； (5) 成型玻璃冷卻后，放入馬弗爐內以1_3°C/min的降溫速度退火，退火溫度為300-800 °C； (6) 退火完畢后進行切割、拋光得到玻璃板。
[0012] 作為本發明一種優選的技術方案，所述高溫爐采用高溫硅碳棒電爐。
[0013] 本發明的有益效果： 本發明不使用工業制品，而是采用純化學試劑進行高溫制備，解決了工業制品對黏度、 電阻率及化學穩定性的不利影響，引入Al2〇3、CaO、Ti〇2和MgO,目的是為調整工藝性能和產 品性能提供更多的選擇，生產工藝簡單，實用性強，制備的產品性能優良純凈。
【具體實施方式】
[0014] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于 限定本發明。
[0015] 實施例1 一種石英玻璃板配方，按照重量分數由如下原料組成： 玻璃網絡成型劑75份、玻璃網絡調節劑3份、Li202.5份、Al2〇32.5份、Ca05.5份、Ti0 2l 份、MgOl份、B2〇32份，Zr025份，澄清劑0.5份、硼砂20份、硅酸鈉防水劑3份、六偏磷酸鈉1份、 石英砂5份、AI2O35份。
[0016] 所述玻璃網絡成型劑由Si〇2和B2〇3組成，其中Si〇2與B 2〇3的比例為3:1。
[0017] 所述玻璃網絡調節劑為Na20。
[0018] 所述澄清劑為Sn02、&02的混合物。
[0019] 其制備工藝包括如下步驟： (1) 按配方稱取所需的原料； (2) 將原料在研缽中研細、仔細混勻后裝入塔禍，送入預熱到30°C的高溫爐內熔制； (3) 在1KKTC下恒溫3h后，澆注成不同形狀； (4) 樣品脫模后在50 °C下于退火爐內退火lh，在爐內自然冷卻到室溫； (5) 成型玻璃冷卻后，放入馬弗爐內以rC/min的降溫速度退火，退火溫度為300°C; (6) 退火完畢后進行切割、拋光得到玻璃板。
[0020] 所述高溫爐采用高溫硅碳棒電爐。
[0021] 實施例2 一種石英玻璃板配方，按照重量分數由如下原料組成： 玻璃網絡成型劑80份、玻璃網絡調節劑3.5份、Li203份、Al2〇33份、Ca06份、Ti0 21.5份、 MgOl. 5份、B2〇35份，Zr0212份，澄清劑0.8份、硼砂25份、硅酸鈉防水劑4份、六偏磷酸鈉2份、 石英砂6份、AI2O38份。
[0022] 所述玻璃網絡成型劑由Si02和B203組成，其中Si02與B 203的比例為3:1。
[0023] 所述玻璃網絡調節劑為Na20。
[0024] 所述澄清劑為Sn02、&02的混合物。
[0025] 其制備工藝包括如下步驟： (1) 按配方稱取所需的原料； (2) 將原料在研缽中研細、仔細混勻后裝入塔禍，送入預熱到35°C的高溫爐內熔制； (3) 在1150°C下恒溫3.5h后，澆注成不同形狀； (4) 樣品脫模后在55 °C下于退火爐內退火1.5h，在爐內自然冷卻到室溫； (5) 成型玻璃冷卻后，放入馬弗爐內以2°C/min的降溫速度退火，退火溫度為500°C ; (6) 退火完畢后進行切割、拋光得到玻璃板。
[0026]所述高溫爐采用高溫硅碳棒電爐。
[0027] 實施例3 一種石英玻璃板配方，按照重量分數由如下原料組成： 玻璃網絡成型劑85份、玻璃網絡調節劑4份、Li203.5份、Al2〇33.5份、Ca06.5份、Ti0 22 份、Mg02份、B2〇310份，Zr0220份，澄清劑2份、硼砂30份、硅酸鈉防水劑5份、六偏磷酸鈉3份、 石英砂7份、Al2〇3515份。
[0028] 所述玻璃網絡成型劑由Si02和B203組成，其中Si02與B 203的比例為3:1。
[0029] 所述玻璃網絡調節劑為Na20。
[0030] 所述澄清劑為Sn02、&02的混合物。
[0031] 其制備工藝包括如下步驟： (1) 按配方稱取所需的原料； (2) 將原料在研缽中研細、仔細混勻后裝入塔禍，送入預熱到40°C的高溫爐內熔制； (3) 在1200°C下恒溫4h后，澆注成不同形狀； (4) 樣品脫模后在60 °C下于退火爐內退火2h，在爐內自然冷卻到室溫； (5) 成型玻璃冷卻后，放入馬弗爐內以3°C/min的降溫速度退火，退火溫度為800°C ; (6) 退火完畢后進行切割、拋光得到玻璃板。
[0032]所述高溫爐采用高溫硅碳棒電爐。
[0033]本發明對樣品的電阻率、粘度以及化學穩定性的測試如下： (1) 電阻率及粘度的測試方法:稱l〇〇g玻璃樣品裝于特制的剛玉坩堝內，用高溫粘度計 和熔融玻璃電導率測定儀分別測定1200-950 °C的粘度和電阻率，測試數據如下表：
(2) 化學穩定性的測試方法為：用MCC-1靜態浸出試驗法測試，測試條件為:90°C，去離 子水，浸出時間28d，計算標準化總失重(NL)。
[0034] NL = 8.39±0.58g/m2。
[0035] 基于上述，本發明的優點在于，本發明不使用工業制品，而是采用純化學試劑進行 高溫制備，解決了工業制品對黏度、電阻率及化學穩定性的不利影響，引入Al 203、Ca0、Ti02 和MgO,目的是為調整工藝性能和產品性能提供更多的選擇，生產工藝簡單，實用性強，制備 的產品性能優良純凈。
[0036]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種石英玻璃板配方，其特征在于，按照重量份數由如下原料組成： 玻璃網絡成型劑75-85份、玻璃網絡調節劑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，澄清劑0 · 5-2 份、硼砂20-30 份、硅酸鈉防水劑3-5份、六偏磷酸鈉1 -3份、石英砂5-7份、Al2〇35-l 5份。2. 根據權利要求1至2任一項所述的石英玻璃板配方，其特征在于，所述玻璃網絡成型 劑由Si02和B2〇3組成，其中Si0 2與B2〇3的比例為3:1。3. 根據權利要求1至2任一項所述的石英玻璃板配方，其特征在于，所述玻璃網絡調節 劑為Na20。4. 根據權利要求1至2任一項所述的石英玻璃板配方，其特征在于，所述澄清劑為Sn02、 Ce02的混合物。5. -種石英玻璃板的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟： (1) 按配方稱取所需的原料； (2) 將原料在研缽中研細、仔細混勻后裝入塔禍，送入預熱到30°C-4(TC的高溫爐內熔 制； (3) 在1100°C-1200°C下恒溫3-4h后，澆注成不同形狀； (4) 樣品脫模后在50 °C_60 °C下于退火爐內退火l_2h，在爐內自然冷卻到室溫； (5) 成型玻璃冷卻后，放入馬弗爐內以1_3°C/min的降溫速度退火，退火溫度為300-800 °C； (6) 退火完畢后進行切割、拋光得到玻璃板。6. 根據權利要求5所述的石英玻璃板的制備工藝，其特征在于，所述高溫爐采用高溫硅 碳棒電爐。
【文檔編號】C03B20/00GK105967505SQ201610298505
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】萬永寧
【申請人】東莞市銀特豐光學玻璃科技有限公司