一种低残留高硼硅玻璃的制备方法技术

本发明专利技术属于高硼酸玻璃技术领域，具体涉及一种低残留高硼硅玻璃的制备方法，包括原料准备、球磨机球磨制备粉料、成型机成型、变速退火处理和检测入库。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：本发明专利技术中通过科学配比原料组分，在适当条件下球磨处理，能够得到光学均匀性、透过率、机械强度优异的玻璃制品，其中石墨烯和氯化铜的加入能够造成分相和析晶，提高玻璃的化学稳定性，使Tc~Tg的范围变大，有利于成型操作；退火条件的有效控制能够有效减少制品的缺陷，消除玻璃中的永久应力，提高产品的成品率。

Preparation of a low residual high borosilicate glass

The invention belongs to the technical field of high boric acid glass, in particular to a preparation method of low residual high borosilicate glass, including raw material preparation, ball mill ball milling preparation powder, molding machine molding, variable speed annealing treatment and detection and storage. Compared with the prior art, the invention has the following advantages: in the invention, glass products with excellent optical uniformity, transmission rate and excellent mechanical strength can be obtained by scientific ratio of raw material components and ball milling under appropriate conditions, in which the addition of graphene and copper chloride can cause phase separation and crystallization, and improve the chemical stability of glass. It makes the range of Tc~Tg larger and is beneficial to the molding operation, and the effective control of the annealing conditions can effectively reduce the defects of the products, eliminate the permanent stress in the glass, and improve the product yield.

【技术实现步骤摘要】
一种低残留高硼硅玻璃的制备方法
本专利技术属于高硼酸玻璃
，具体涉及一种低残留高硼硅玻璃的制备方法。
技术介绍
高硼硅玻璃系指二氧化硅含量大于78%，氧化硼含量大于10%，由于氧化硼含量较高，二氧化硅网络结构中被氧化钠切断的网目有3/4又被硼氧三角体-四面体结构连接起来，所以，这种玻璃的融化温度较高，可达到1680℃以上，用火焰熔窑熔化时，火焰空间温度高达1750℃，考虑到熔窑寿命，一般把火焰空间的温度控制在1700℃以下，故而熔化率较小，只有0.2t/m²·d，为了解决以上问题，通常在原料中加入辅助剂进行调节，由于制备工艺复杂，制备过程中会产生很多化学残留物的问题，影响高硼硅玻璃的使用，且会带来污染，还可能会导致澄清困难、气泡和条纹难以消除，严重影响玻璃光学均匀性和机械强度等性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种低残留高硼硅玻璃的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种低残留高硼硅玻璃的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量准备原料：二氧化硅78.3-79.6份、氧化硼10.8-12.2份、五水偏硅酸钠1.2-1.8份、石墨烯0.4-0.6份、澄清剂0.6-1.2份、氯化铜0.1-0.3份、氧化钙0.3-0.7份；（2）将各原料按配比混合后送入可密封球磨机中，同时加入相当于各原料总重4-6%质量浓度为1-3%的草酸溶液，在氮气氛围下以玛瑙球为磨球，球料质量比为10-14:1，转速为250-350℃的条件下，连续球磨2-4小时，得到混合粉料，混合粉料在温度为120-160℃的条件下；（3）将混合粉料送入熔炉，使混合料温度达到1700℃，保持6-10小时，得到玻璃熔体，所得玻璃熔体在成型机中成型；（4）将成型玻璃制品送入680-720℃的退火炉退火，保温2-4小时后，开始冷却，初始冷却速度为10℃/分钟，然后每隔10℃冷却速度增加0.25℃/分钟，直至冷却速度达到20℃/分钟后，保持冷却速度至常温；（5）所述退火处理后的玻璃管进行外观检测后，最后包装、入库即可。作为对上述方案的进一步改进，所述澄清剂由稀土氧化物、纳米硒粉和焦磷酸钠以重量比6:3:2混合得到。作为对上述方案的进一步改进，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈中至少一种。作为对上述方案的进一步改进，所述玻璃熔体的成型方法为有槽垂直引上法、无槽垂直引上法或平拉法成型中的一种。作为对上述方案的进一步改进，所述退火炉为电退火炉，能够减少杂质的引入，同时更容易控制条件；所述混合粉料的粒径不大于800nm。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术中通过科学配比原料组分，在适当条件下球磨处理，能够得到光学均匀性、透过率、机械强度优异的玻璃制品，其中石墨烯和氯化铜的加入能够造成分相和析晶，提高玻璃的化学稳定性，使Tc~Tg的范围变大，有利于成型操作；退火条件的有效控制能够有效减少制品的缺陷，消除玻璃中的永久应力，提高产品的成品率。具体实施方式实施例1一种低残留高硼硅玻璃的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量准备原料：二氧化硅78.9份、氧化硼11.6份、五水偏硅酸钠1.5份、石墨烯0.5份、澄清剂0.8份、氯化铜0.2份、氧化钙0.5份；（2）将各原料按配比混合后送入可密封球磨机中，同时加入相当于各原料总重5%质量浓度为2%的草酸溶液，在氮气氛围下以玛瑙球为磨球，球料质量比为12:1，转速为300℃的条件下，连续球磨3小时，得到混合粉料，混合粉料在温度为140℃的条件下；（3）将混合粉料送入熔炉，使混合料温度达到1700℃，保持8小时，得到玻璃熔体，所得玻璃熔体在成型机中成型；（4）将成型玻璃制品送入700℃的退火炉退火，保温3小时后，开始冷却，初始冷却速度为10℃/分钟，然后每隔10℃冷却速度增加0.25℃/分钟，直至冷却速度达到20℃/分钟后，保持冷却速度至常温；（5）所述退火处理后的玻璃管进行外观检测后，最后包装、入库即可。其中，所述澄清剂由稀土氧化物、纳米硒粉和焦磷酸钠以重量比6:3:2混合得到；所述稀土氧化物为氧化镧；所述玻璃熔体的成型方法为无槽垂直引上法；所述退火炉为电退火炉，能够减少杂质的引入，同时更容易控制条件；所述混合粉料的粒径不大于800nm。实施例2一种低残留高硼硅玻璃的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量准备原料：二氧化硅78.3份、氧化硼12.2份、五水偏硅酸钠1.2份、石墨烯0.6份、澄清剂0.6份、氯化铜0.3份、氧化钙0.3份；（2）将各原料按配比混合后送入可密封球磨机中，同时加入相当于各原料总重6%质量浓度为1%的草酸溶液，在氮气氛围下以玛瑙球为磨球，球料质量比为14:1，转速为250℃的条件下，连续球磨4小时，得到混合粉料，混合粉料在温度为160℃的条件下；（3）将混合粉料送入熔炉，使混合料温度达到1700℃，保持10小时，得到玻璃熔体，所得玻璃熔体在成型机中成型；（4）将成型玻璃制品送入720℃的退火炉退火，保温4小时后，开始冷却，初始冷却速度为10℃/分钟，然后每隔10℃冷却速度增加0.25℃/分钟，直至冷却速度达到20℃/分钟后，保持冷却速度至常温；（5）所述退火处理后的玻璃管进行外观检测后，最后包装、入库即可。其中，所述澄清剂由稀土氧化物、纳米硒粉和焦磷酸钠以重量比6:3:2混合得到；所述稀土氧化物为氧化铈；所述玻璃熔体的成型方法为无槽垂直引上法；所述退火炉为电退火炉，能够减少杂质的引入，同时更容易控制条件；所述混合粉料的粒径不大于800nm。实施例3一种低残留高硼硅玻璃的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量准备原料：二氧化硅79.6份、氧化硼10.8份、五水偏硅酸钠1.8份、石墨烯0.4份、澄清剂1.2份、氯化铜0.1份、氧化钙0.7份；（2）将各原料按配比混合后送入可密封球磨机中，同时加入相当于各原料总重4%质量浓度为3%的草酸溶液，在氮气氛围下以玛瑙球为磨球，球料质量比为10:1，转速为350℃的条件下，连续球磨2小时，得到混合粉料，混合粉料在温度为120℃的条件下；（3）将混合粉料送入熔炉，使混合料温度达到1700℃，保持6小时，得到玻璃熔体，所得玻璃熔体在成型机中成型；（4）将成型玻璃制品送入680℃的退火炉退火，保温2小时后，开始冷却，初始冷却速度为10℃/分钟，然后每隔10℃冷却速度增加0.25℃/分钟，直至冷却速度达到20℃/分钟后，保持冷却速度至常温；（5）所述退火处理后的玻璃管进行外观检测后，最后包装、入库即可。其中，所述澄清剂由稀土氧化物、纳米硒粉和焦磷酸钠以重量比6:3:2混合得到；所述稀土氧化物为氧化镧和氧化铈以重量比3:1混合；所述玻璃熔体的成型方法为有槽垂直引上法；所述退火炉为电退火炉，能够减少杂质的引入，同时更容易控制条件；所述混合粉料的粒径不大于800nm。设置对照组1，将实施例1中石墨烯去掉，其余内容不变；设置对照组1，将实施例1中氯化铜去掉，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中步骤（3）中退火时的冷却速度为固定15℃/分钟，其余内容不变；对各组所得高硼硅玻璃的性质进行检测，得到以下结果：表1在不同处理条件下的化学稳定性以及力学性能表2经观察检测和数据分析，本专利技术中所得高硼硅玻璃综合性能较好，化学性能稳定，成品率达到98%以上，光学均匀性较好本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低残留高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量准备原料：二氧化硅78.3‑79.6份、氧化硼10.8‑12.2份、五水偏硅酸钠1.2‑1.8份、石墨烯0.4‑0.6份、澄清剂0.6‑1.2份、氯化铜0.1‑0.3份、氧化钙0.3‑0.7份；（2）将各原料按配比混合后送入可密封球磨机中，同时加入相当于各原料总重4‑6%质量浓度为1‑3%的草酸溶液，在氮气氛围下以玛瑙球为磨球，球料质量比为10‑14:1，转速为250‑350℃的条件下，连续球磨2‑4小时，得到混合粉料，混合粉料在温度为120‑160℃的条件下；（3）将混合粉料送入熔炉，使混合料温度达到1700℃，保持6‑10小时，得到玻璃熔体，所得玻璃熔体在成型机中成型；（4）将成型玻璃制品送入680‑720℃的退火炉退火，保温2‑4小时后，开始冷却，初始冷却速度为10℃/分钟，然后每隔10℃冷却速度增加0.2℃/分钟，直至冷却速度达到20℃/分钟后，保持冷却速度至常温；（5）所述退火处理后的玻璃管进行外观检测后，最后包装、入库即可。

【技术特征摘要】
1.一种低残留高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量准备原料：二氧化硅78.3-79.6份、氧化硼10.8-12.2份、五水偏硅酸钠1.2-1.8份、石墨烯0.4-0.6份、澄清剂0.6-1.2份、氯化铜0.1-0.3份、氧化钙0.3-0.7份；（2）将各原料按配比混合后送入可密封球磨机中，同时加入相当于各原料总重4-6%质量浓度为1-3%的草酸溶液，在氮气氛围下以玛瑙球为磨球，球料质量比为10-14:1，转速为250-350℃的条件下，连续球磨2-4小时，得到混合粉料，混合粉料在温度为120-160℃的条件下；（3）将混合粉料送入熔炉，使混合料温度达到1700℃，保持6-10小时，得到玻璃熔体，所得玻璃熔体在成型机中成型；（4）将成型玻璃制品送入680-720℃的退火炉退火，保温2-4小时后，开始冷却，初始冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔业全，
申请(专利权)人：安徽杜氏高科玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34