一种抗辐射柔性玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗辐射柔性玻璃及其制备方法，所述玻璃包括按照质量百分比配比的SiO2、Al2O3、P2O5、B2O3、SnO2、Y2O3、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、Li2O、CeO2、Na2O、MgO、CaO、BaO以及ZnO，混合形成原料后，依次经过熔制、热处理、磨抛、二次热处理以及柔性处理等工艺制备形成抗辐射柔性玻璃，该玻璃能够在330nm及以下波段光学透过率小于0.3％，显著提高玻璃的抗辐射性能，而在500‑1000nm波段光学透过率大于90％，最大限度不降低可见光透过率，保证玻璃的透过率数值，保证航天设备太阳能吸收率进而提供稳定可靠的电源供应，满足航天设备对抗辐射柔性特种玻璃的性能要求。

Radiation resistant flexible glass and preparation method thereof

The invention relates to a radiation-resistant flexible glass and a preparation method thereof. The glass comprises SiO 2, AlO 3, P2O 5, B2O 3, SnO 2, YO 3, ZrO 2, TaO 5, NbO 5, LiO 2, CeO 2, NaO, MgO, CaO, BaO and ZnO in proportion to the mass percentage. After mixing to form raw materials, the glass is melted, heat-treated, grinded and polished twice in turn. Radiation-resistant flexible glass is prepared by heat treatment and flexible treatment. The glass can achieve a transmittance of less than 0.3% at 330 nm and below, which significantly improves the radiation resistance of the glass, while the transmittance of more than 90% at 500 1000 nm. The transmittance of visible light is not lowered to the maximum extent, and the transmittance of the glass is guaranteed. The numerical value guarantees the solar energy absorptivity of space equipment and then provides a stable and reliable power supply to meet the performance requirements of space equipment against radiation flexible special glass.

【技术实现步骤摘要】
一种抗辐射柔性玻璃及其制备方法
本专利技术属于玻璃制造
，涉及空间卫星用超薄抗辐射柔性特种玻璃，具体是一种抗辐射柔性玻璃及其制备方法。
技术介绍
在地球轨道空间，存在着来自银河系的宇宙射线、地球的辐射带及太阳能粒子等辐射，当人造卫星在空间运行时受到空间高能粒子及射线的侵害，在人造卫星两翼的太阳能电池板会被击穿，造成短路而失效，为了保护太阳能电池，通常在太阳能电池上加抗辐射盖玻璃盖片。空间用抗辐射玻璃盖片作为空间太阳能电池的重要组成部分，有效保护太阳能电池免受空间高能粒子的轰击，延长太阳能电池的使用寿命，不降低可见光透过率，过滤掉紫外线，使人造卫星能够获得稳定可靠的电源供应。现有抗辐照盖片玻璃在330nm及以下的波段光学透过率≤0.8％，400nm的光学透过率≥88％，450nm的光学透过率≥89％，500-1000nm的平均光学透过率≥90％。随着航天科技的迅速发展，我国开始研制新型卫星，使卫星的一次能源系统更好的适应太空环境，减少对太阳能电池的影响，特别是对卫星用厚度小于0.07mm的特种柔性抗辐照玻璃盖片需求越来越广泛，这种玻璃需要在波长330nm及以下的波段光学透过率小于0.3％，在500-1000nm波段光学大于90％，保证柔性抗辐照玻璃的透过率数值，这就需要对柔性抗辐照玻璃的组成和制备工艺进行创新，满足人造卫星对抗辐射柔性玻璃的性能要求。
技术实现思路
本专利技术弥补了现有技术的不足，提供了一种抗辐射柔性玻璃及其制备方法，该玻璃能够在330nm以下波段截止，透过性小于0.3％，在500-1000nm波段光学大于90％。本专利技术的具体技术方案是：一种抗辐射柔性玻璃，关键点是，所述的玻璃包括按照质量百分比配比的43.2％-65.1％的SiO2、5.5％-13.5％的Al2O3、1.0％-5.5％的P2O5、1.5％-10.2％的B2O3、0.5％-3.3％的SnO2、1.1％-2.9％的Y2O3、0.6％-3.7％的ZrO2、0.6％-3.5％的Ta2O5、0.8％-4.7％的Nb2O5、1.5％-6％的Li2O、3.5％-12.8％的CeO2、0.9％-6.5％的Na2O、0.2％-2.5％的MgO、0.2％-3.2％的CaO、0.1％-2.3％的BaO以及1.1％-3.2％的ZnO。所述的玻璃包括按照质量百分比配比的50％-60％的SiO2、8％-10％的Al2O3、2.5％-4％的P2O5、4％-7％的B2O3、1.5％-2.5％的SnO2、1.8％-2.2％的Y2O3、1.5％-2.5％的ZrO2、1.5％-2.5％的Ta2O5、2％-3.5％的Nb2O5、3％-4.5％的Li2O、7％-10％的CeO2、3％-4.5％的Na2O、1％-2％的MgO、1％-2％的CaO、1％-1.6％的BaO以及1.8％-2.3％的ZnO。所述的玻璃包括按照质量百分比配比的53％的SiO2、8％的Al2O3、3％的P2O5、5％的B2O3、2％的SnO2、2％的Y2O3、2％的ZrO2、2％的Ta2O5、2.5％的Nb2O5、3％的Li2O、8％的CeO2、3.5％的Na2O、1.5％的MgO、1.5％的CaO、1％的BaO以及2％的ZnO。基于上述配比的抗辐射柔性玻璃的制备方法，关键点是，所述的制备方法包括以下步骤：A、熔制将SiO2、Al2O3、P2O5、B2O3、SnO2、Y2O3、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、Li2O、CeO2、Na2O、MgO、CaO、BaO以及ZnO按照配比关系进行称重并混合形成原料，将原料送入预加热后的熔融炉中，预加热温度为1670-1710℃，高温出料形成熔融料；B、热处理对熔融料进行退火，温度为590-650℃，时间1-2h，形成基础玻璃，随后再对基础玻璃进行精确退火，温度为600-640℃，时间3-6h；C、磨抛对热处理后基础玻璃的上下表面同时进行研磨或抛光，加工至厚度不大于0.07mm；D、二次热处理送至退火炉中进行退火处理，温度为600-620℃，时间5-9h，形成抗辐射玻璃；E、柔性处理在抗辐射玻璃表面涂覆一层由SnCl2、SbCl3、CeCl3、KCl以及TiCl4组成的混合物，并在380-420℃温度下进行烧结0.5-3h，烧结完毕后用液氮冷却，随后用去离子水冲洗，最后形成防辐射柔性玻璃。所述的步骤E中，混合物各成分按照质量份数配比为22-35份SnCl2、14-23份SbCl3、8-16份CeCl3、35-50份KCl以及6-12份TiCl4。所述的步骤E中，混合物各成分按照质量份数配比为26份SnCl2、16份SbCl3、10份CeCl3、40份KCl以及8份TiCl4。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种航天用抗辐射柔性特种玻璃，在满足玻璃厚度的基础上，该特种玻璃能够在330nm及以下波段光学透过率小于0.3％，显著提高玻璃的抗辐射性能，而在500-1000nm波段光学透过率大于90％，最大限度不降低可见光透过率，保证玻璃的透过率数值，保证航天设备太阳能吸收率进而提供稳定可靠的电源供应，满足航天设备对抗辐射柔性特种玻璃的性能要求。具体实施方式本专利技术涉及一种抗辐射柔性玻璃及其制备方法，所述玻璃包括按照质量百分比配比的43.2％-65.1％的SiO2、5.5％-13.5％的Al2O3、1.0％-5.5％的P2O5、1.5％-10.2％的B2O3、0.5％-3.3％的SnO2、1.1％-2.9％的Y2O3、0.6％-3.7％的ZrO2，0.6％-3.5％的Ta2O5，0.8％-4.7％的Nb2O5，1.5％-6％的Li2O，3.5％-12.8％的CeO2，0.9％-6.5％的Na2O，0.2％-2.5％的MgO，0.2％-3.2％的CaO，0.1％-2.3％的BaO，1.1％-3.2％的ZnO；将上述各组分混合形成原料，经过熔制、热处理、磨抛、二次热处理以及柔性处理，得到抗辐射柔性玻璃成品，操作的具体过程通过具体实施例进行阐述。具体实施例，SiO2为采购分析纯的SiO2，分析纯的SiO2中氧化铁杂质含量低于20ppm，保证玻璃的性能稳定，而Al2O3、P2O5、B2O3、SnO2、Y2O3、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、Li2O、CeO2、Na2O、MgO、CaO、BaO和ZnO均由与其各自对应的分析纯化学原料Al2O3、(NH4)H2PO4、H3BO3、SnO2、Y2O3、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、Li2CO3、CeO2、Na2CO3、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3和ZnO引入，基于上述组分的抗辐射柔性玻璃的制备方法，包括以下步骤：A、熔制将原料中各种组分按照配比关系53％的SiO2、8％的Al2O3、3％的P2O5、5％的B2O3、2％的SnO2、2％的Y2O3、2％的ZrO2，2％的Ta2O5，2.5％的Nb2O5，3％的Li2O，8％的CeO2，3.5％的Na2O，1.5％的MgO，1.5％的CaO，1％的BaO，2％的ZnO进行称重并混合形成原料，将原料送入预加热至1700℃的熔融炉中，高温出料形成熔融料；该玻璃配方中加入了CaO、Li2O、Na2O、B2O3、MgO，这五种材料的加入有利于抗辐射柔性玻璃的熔制，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗辐射柔性玻璃，其特征在于：所述的玻璃包括按照质量百分比配比的43.2％‑65.1％的SiO2、5.5％‑13.5％的Al2O3、1.0％‑5.5％的P2O5、1.5％‑10.2％的B2O3、0.5％‑3.3％的SnO2、1.1％‑2.9％的Y2O3、0.6％‑3.7％的ZrO2、0.6％‑3.5％的Ta2O5、0.8％‑4.7％的Nb2O5、1.5％‑6％的Li2O、3.5％‑12.8％的CeO2、0.9％‑6.5％的Na2O、0.2％‑2.5％的MgO、0.2％‑3.2％的CaO、0.1％‑2.3％的BaO以及1.1％‑3.2％的ZnO。

【技术特征摘要】
1.一种抗辐射柔性玻璃，其特征在于：所述的玻璃包括按照质量百分比配比的43.2％-65.1％的SiO2、5.5％-13.5％的Al2O3、1.0％-5.5％的P2O5、1.5％-10.2％的B2O3、0.5％-3.3％的SnO2、1.1％-2.9％的Y2O3、0.6％-3.7％的ZrO2、0.6％-3.5％的Ta2O5、0.8％-4.7％的Nb2O5、1.5％-6％的Li2O、3.5％-12.8％的CeO2、0.9％-6.5％的Na2O、0.2％-2.5％的MgO、0.2％-3.2％的CaO、0.1％-2.3％的BaO以及1.1％-3.2％的ZnO。2.根据权利要求1所述的一种抗辐射柔性玻璃，其特征在于：所述的玻璃包括按照质量百分比配比的50％-60％的SiO2、8％-10％的Al2O3、2.5％-4％的P2O5、4％-7％的B2O3、1.5％-2.5％的SnO2、1.8％-2.2％的Y2O3、1.5％-2.5％的ZrO2、1.5％-2.5％的Ta2O5、2％-3.5％的Nb2O5、3％-4.5％的Li2O、7％-10％的CeO2、3％-4.5％的Na2O、1％-2％的MgO、1％-2％的CaO、1％-1.6％的BaO以及1.8％-2.3％的ZnO。3.根据权利要求1所述的一种抗辐射柔性玻璃，其特征在于：所述的玻璃包括按照质量百分比配比的53％的SiO2、8％的Al2O3、3％的P2O5、5％的B2O3、2％的SnO2、2％的Y2O3、2％的ZrO2、2％的Ta2O5、2.5％的Nb2O5、3％的Li2O、8％的CeO2、3.5％的Na2O、1.5％的MgO、1....

【专利技术属性】
技术研发人员：卢勇，龚丽军，
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