空间抗辐照玻璃盖片的一次连续式制备工艺制造技术

空间抗辐照玻璃盖片的一次连续式制备工艺，属于航天装备的配套产品技术领域，本工艺是借助一次成型系统实现的，该系统中包括沿玻璃液流动方向依次设置的电熔窑、由竖直上升道与水平主料道组成的澄清均化用通道，与澄清均化用通道连接的成型机及退火窑，在此基础上，所述的工艺步骤中包括：玻璃配料→电熔窑熔制→澄清均化→拉制成型→精密退火→按所需尺寸裁切→检验、包装出厂。本发明专利技术工艺为直接一次拉制0.02-0.12mm的超薄玻璃，根据使用尺寸进行切割，能一次生产大尺寸的空间抗辐照玻璃盖片。减少了制造工序，本发明专利技术的利用电熔窑一次连续生产空间抗辐照玻璃盖片的方法成品率高，成本低。

【技术实现步骤摘要】
空间抗辐照玻璃盖片的一次连续式制备工艺
本专利技术属于航天装备的配套产品
，涉及一种空间抗辐照玻璃盖片的制备工艺，具体地说是一种一次连续成型退火生产空间抗辐照玻璃盖片的制备工艺。
技术介绍
随着航天科技的迅速发展，我国各类新型卫星，登月设备，太空站等航天装备越来越多，而各类航天设备对一次能源和温度控制系统的要求也越来越高。而作为航天器一次能源系统的配套产品，抗辐照玻璃盖片本身面积的大小对能源系统具有重要的影响。空间抗辐照玻璃盖片，采用目前生产工艺一次生产超薄玻璃的方法只能生产0.3mm以上的平板玻璃制品，而0.3mm以下的平板玻璃制品目前主要采取二次制备方法来实现玻璃的超薄化，如通过切割、研磨和抛光等程序和方法来实现玻璃的超薄化，此种方法主要存在问题有：1.制备玻璃盖片成品率低；2.耗时耗力，单片成本高；3.玻璃盖片面积受限制，难以做成大面积的玻璃制品，还要对玻璃盖片进行小块对接处理，从而制成大面积盖片玻璃制品，生产成本高。
技术实现思路
本专利技术为了解决二次制备方法的不足，设计了空间抗辐照玻璃盖片的一次连续式制备工艺，利用本制备工艺生产的空间抗辐照玻璃盖片的厚度为0.02-0.12mm，足以满足玻璃盖片超薄化要求。本专利技术采用的技术方案是：空间抗辐照玻璃盖片的一次连续式制备工艺，关键在于：本工艺是借助一次成型系统实现的，该系统中包括沿玻璃液流动方向依次设置的电熔窑、由竖直上升道与水平主料道组成的澄清均化用通道，与澄清均化用通道连接的成型机及退火窑，在此基础上，所述的工艺步骤中包括：A、据盖片的性能及熔制、成型工艺要求，设计玻璃配方，该玻璃配方中各组分以质量百分含量计如下：SiO258-60％,Al2O32-3％,B2O39-11％,CaO1-2％,ZnO1.5-2.5％,MgO4-5％,Na2O4.5-5.5％,SrO3.5-4.5％,K2O3-4％,CeO25-6％,Li2O0.3-0.6％,Sb2O30.05-0.15％；B、熔化：将上述组分混合均匀后加入电熔窑中，熔化温度为1450-1550℃，熔化时间为24h；C、澄清均化：熔化好的玻璃液通过流液洞依次进入竖直上升道和水平主料道进行澄清均化，澄清均化温度范围为1560-1580℃，时间为30-40h；D、成型：经澄清均化好的玻璃液进入成型机一次水平拉制成型，成型温度控制在1100-1250℃之间，拉引速度为20-80m/h，玻璃厚度为0.02-0.12mm；E、退火：成型后的玻璃带进入退火窑进行退火，退火温度为530-560℃，退火时间为20-30h；F、切割、包装出厂：退火完成后的玻璃盖片根据所需要的尺寸进行切割，检验合格后包装出厂。优选地，所述的玻璃配方中各组分以质量百分含量计如下：SiO259.3％,Al2O32.9％,B2O310.8％,CaO1.7％,ZnO2％,MgO4.5％,Na2O5％,SrO4％,K2O3.9％,CeO25.4％,Li2O0.4％,Sb2O30.1％。所述的退火窑结构中包括玻璃带入口、玻璃带出口及在窑内设置的玻璃带传送辊，在玻璃带传送辊上、下方设置有电热丝，玻璃带入口与成型机的出口连接。所述的水平主料道为水平放置的上部为中空，下部为玻璃液的通道，该通道内部的顶端设置有硅碳棒加热元件，通道的顶端还设置有通孔，搅拌棒穿过通孔并借助定位机构定位，所述的通道的入口与竖直上升道的出口连通。所述的竖直上升道为与水平主料道垂直设置的竖直通道，通道内全部充满玻璃液，该竖直中空通道内部设置有分上、下层设置的2个钼电极加热元件。所述的流液洞的横截面为矩形，该矩形的高度为180mm、宽度为200mm。所述的电熔窑中在玻璃液不同深度处布置两层钼加热电极，每层设置一对钼加热电极。所述的钼加热电极中的钼含量不小于99.95％，密度大于10.15g/cm3，钼加热电极的长度为1500mm，直径Φ80mm。所述的电熔窑、流液洞及澄清均化用通道均是用氧化法无缩孔浇筑41#电熔锆刚玉砖AZS41WS筑成。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术能够生产大面积的抗辐照玻璃盖片制品，不会产生二次制备方法的抗辐照玻璃盖片面积受限制的问题，不会影响玻璃的二次加工，能够使单个太阳能电池的面积增大，提高光电转换效率；2、电熔窑熔制有效电能利用率高，减少环境污染，节能减排；3、本专利技术方法工艺简单，能够减少工作量，提高生产效率，提高总成品率，减少碎品率，大大降低生产成本。附图说明图1是本专利技术中的一次成型系统的结构示意图。附图中，1是电熔窑，2是玻璃液，3是钼加热电极，4是流液洞，5是竖直上升道，6是钼电极加热元件，7是水平主料道，8是硅碳棒加热元件，9是搅拌棒，10是成型机，11是玻璃带，12是退火窑，13是电热丝，14是传送辊，15是玻璃盖片。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术空间抗辐照玻璃盖片的一次连续式制备工艺过程如下：A、据盖片的性能及熔制、成型工艺要求，设计合理组成的玻璃配方，该玻璃配方中各组分以质量百分含量计如下：SiO258-60％,Al2O32-3％,B2O39-11％,CaO1-2％,ZnO1.5-2.5％,MgO4-5％,Na2O4.5-5.5％,SrO3.5-4.5％,K2O3-4％,CeO25-6％,Li2O0.3-0.6％,Sb2O30.05-0.15％；本配方在现有配方基础上进行了调整，明显的降低了CaO的含量，提高玻璃中MgO的含量，这种配方组成更适合本专利技术的一次连续式制备工艺。B、熔化：将上述组分混合均匀后加入电熔窑1中，熔化温度为1450-1550℃，熔化时间为24h；将步骤A中的配料混合均匀后加入电熔窑1中进行熔化，电熔窑1是采用AZS41WS即氧化法无缩孔浇筑41#电熔锆刚玉砖砌筑而成，加热元件是采用钼加热电极3。因为钼加热电极3具有高温强度高、高温抗氧化性能好，使用寿命长等优点，应用广泛。钼加热电极3的主要成分是金属钼，通过粉末冶金工艺制得。钼加热电极3成分中钼含量99.95％，密度大于10.15g/cm3，以保证玻璃的质量和电极的使用寿命。钼加热电极3尺寸是直径Φ80mm，单根长度1500mm。钼加热电极3纯度要求高，否则杂质多会在高温时熔融到玻璃液中，污染玻璃组成，造成玻璃盖片制品的各种缺陷，根据不同熔制玻璃种类选择不同的钼加热电极3。本专利技术采用的钼加热电极3尺寸为直径Φ80mm，长度为1500mm，如采用的钼加热电极3直径过细，则电流小，熔化困难；如钼加热电极3直径过粗，则会提高投资和运行成本，造成浪费。还有，根据本专利技术玻璃的特点，电熔窑1的截面积采用矩形，长900mm，宽500mm，深1200mm，采用全电熔方式。在玻璃液深度方向上设置两层钼加热电极3，每层一对，共两对，两对钼加热电极3分别供电，电流电压参数单独调节。C、澄清均化：熔化好的玻璃液2通过流液洞4依次进入竖直上升道5和水平主料道7进行澄清均化，澄清均化温度范围为1560-1580℃，时间为30-40h；电熔窑1与竖直上升道5的连接采用流液洞4，流液洞4高度180mm，宽200mm。流液洞4也是采用AZS41WS即氧化法无缩孔浇筑41#电熔锆刚玉砖砌筑而成。经电熔窑1熔化好的玻璃液2通过流液洞4进入竖直上升道5，开始进入澄清均化阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
空间抗辐照玻璃盖片的一次连续式制备工艺，其特征在于：本工艺是借助一次成型系统实现的，该系统中包括沿玻璃液流动方向依次设置的电熔窑(1)、由竖直上升道(5)与水平主料道(7)组成的澄清均化用通道，与澄清均化用通道连接的成型机(10)及退火窑(12)，在此基础上，所述的工艺步骤中包括：A、据盖片的性能及熔制、成型工艺要求，设计玻璃配方，该玻璃配方中各组分以质量百分含量计如下：SiO2 58‑60％,Al2O3 2‑3％,B2O3 9‑11％,CaO 1‑2％,ZnO 1.5‑2.5％,MgO 4‑5％,Na2O 4.5‑5.5％,SrO 3.5‑4.5％,K2O 3‑4％,CeO25‑6％,Li2O 0.3‑0.6％,Sb2O3 0.05‑0.15％；B、熔化：将上述组分混合均匀后加入电熔窑(1)中，熔化温度为1450‑1550℃，熔化时间为24h；C、澄清均化：熔化好的玻璃液(2)通过流液洞(4)依次进入竖直上升道(5)和水平主料道(7)进行澄清均化，澄清均化温度范围为1560‑1580℃，时间为30‑40h；D、成型：经澄清均化好的玻璃液(2)进入成型机(10)一次水平拉制成型，成型温度控制在1100‑1250℃之间，拉引速度为20‑80m/h，玻璃厚度为0.02‑0.12mm；E、退火：成型后的玻璃带(11)进入退火窑进行退火，退火温度为530‑560℃，退火时间为20‑30h；F、切割、包装出厂：退火完成后的玻璃盖片(15)根据所需要的尺寸进行切割，检验合格后包装出厂。...

【技术特征摘要】
1.空间抗辐照玻璃盖片的一次连续式制备工艺，其特征在于：本工艺是借助一次成型系统实现的，该系统中包括沿玻璃液流动方向依次设置的电熔窑(1)、由竖直上升道(5)与水平主料道(7)组成的澄清均化用通道，与澄清均化用通道连接的成型机(10)及退火窑(12)，在此基础上，所述的工艺步骤中包括：A、据盖片的性能及熔制、成型工艺要求，设计玻璃配方，该玻璃配方中各组分以质量百分含量计如下：SiO258-60％,Al2O32-3％,B2O39-11％,CaO1-2％,ZnO1.5-2.5％,MgO4-5％,Na2O4.5-5.5％,SrO3.5-4.5％,K2O3-4％,CeO25-6％,Li2O0.3-0.6％,Sb2O30.05-0.15％；B、熔化：将上述组分混合均匀后加入电熔窑(1)中，熔化温度为1450-1550℃，熔化时间为24h；C、澄清均化：熔化好的玻璃液(2)通过流液洞(4)依次进入竖直上升道(5)和水平主料道(7)进行澄清均化，澄清均化温度范围为1560-1580℃，时间为30-40h；D、成型：经澄清均化好的玻璃液(2)进入成型机(10)一次水平拉制成型，成型温度控制在1100-1250℃之间，拉引速度为20-80m/h，玻璃厚度为0.02-0.12mm；E、退火：成型后的玻璃带(11)进入退火窑进行退火，退火温度为530-560℃，退火时间为20-30h；F、切割、包装出厂：退火完成后的玻璃盖片(15)根据所需要的尺寸进行切割，检验合格后包装出厂。2.根据权利要求1所述的空间抗辐照玻璃盖片的一次连续式制备工艺，其特征在于：所述的玻璃配方中各组分以质量百分含量计如下：SiO259.3％,Al2O32.9％,B2O310.8％,CaO1.7％,ZnO2％,MgO4.5％,Na2O5％,SrO4％,K2O3.9％,Ce...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢勇，
申请(专利权)人：秦皇岛星箭特种玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13