可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料及其生产方法技术

本发明专利技术公开了可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料及其生产方法，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0005％～0.0015％、锰氧化物0.0005％～0.0015％、锂氧化物0.00075％～0.00225％、镁氧化物0.0015％～0.0045％和铝氧化物0.0025％～0.0225％；包括以下步骤：步骤1：按一定质量含量百分比在原料中添加钙氧化物、锰氧化物、锂氧化物、镁氧化物和铝氧化物；步骤2：然后即把规定量的钙氧化物、锂氧化物、镁氧化物、锰氧化物和铝氧化物溶解成水溶液后加入石英颗粒原料中进行搅拌；步骤3：再将步骤2中的搅拌后的物料经改性等工序生产成石英玻璃原料。本发明专利技术提供的新的能提高石英玻璃机械强度的生产方法生产的原料生产的石英玻璃，能显著提高石英玻璃的机械强度和高温使用范围。高温使用范围。

【技术实现步骤摘要】
可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料及其生产方法


[0001]本专利技术涉及石英玻璃生产
，尤其涉及可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料及其生产方法。

技术介绍

[0002]高机械强度石英玻璃用于高压力的复杂恶劣环境中，如高压器皿的监控窗口，可以承受1100MPa以上的压力；高温、高压环境中的观察窗口，可以承受明火的烧烤而不变形，不炸裂，不变色。它的致命缺陷是抗拉强度和抗弯强度低，只有抗压强度的二十分之一。
[0003]石英玻璃是用纯度达到99.9％以上的二氧化硅原料，在1713摄氏度以上的高温条件下熔制而成的，它具有耐高温、耐高压力、耐腐蚀、低膨胀系数、热震性好等其它玻璃无法比对的优点；而石英玻璃的耐机械强度不高，在一些对机械强度要求高的场合中不能做大规格使用，我国目前使用的石英玻璃窗口、镜片、高压管因为耐机械强度不够，只能用作小规格的石英玻璃窗口和镜片，大规格的石英玻璃窗口和镜片要求石英玻璃具有较高的机械强度。而我国目前生产石英玻璃的工艺主要有真空加压电熔法、连续电熔法、氢氧气熔制法、等离子熔制法、化学合成法等生产工艺，这些工艺生产得到的石英玻璃的物理性能基本是一致的，不能得到理想的功能性高机械强度石英玻璃。只有调整生产石英玻璃所用的原料，才能获得高机械强度石英玻璃。
[0004]在现有技术中已有在传统石英玻璃原料生产工艺的基础上，利用石英原矿的物理和化学性能，进行有目的掺入能提高石英玻璃机械强度的化学元素，如掺入了铝元素的石英玻璃原料，但用此种原料产出的石英玻璃机械强度仍然不够。而我国现有石英玻璃原料生产企业生产的石英玻璃用原料也均不能满足高机械强度石英玻璃的性能要求。

技术实现思路

[0005]1.要解决的技术问题
[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中所选用的原料无法满足高机械强度石英玻璃使用要求的问题，而提出的可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料及其生产方法。
[0007]2.技术方案
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0009]可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0005％～0.0015％、锰氧化物0.0005％～0.0015％、锂氧化物0.00075％～0.00225％、镁氧化物0.0015％～0.0045％和铝氧化物0.0025％～0.0225％。
[0010]优选地，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0005％、锰氧化物0.0005％、锂氧化物0.00075％、镁氧化物0.0015％和铝氧化物0.0025％。
[0011]优选地，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0005％、锰氧化物0.0005％、锂氧化物0.00075％、镁氧化物0.0015％和铝氧化物0.005％。
[0012]优选地，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0005％、锰氧化物
0.0005％、锂氧化物0.00075％、镁氧化物0.0015％和铝氧化物0.0075％。
[0013]优选地，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.001％、锰氧化物0.001％、锂氧化物0.0015％、镁氧化物0.002％和铝氧化物0.005％。
[0014]优选地，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.001％、锰氧化物0.001％、锂氧化物0.0015％、镁氧化物0.002％和铝氧化物0.01％。
[0015]优选地，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.001％、锰氧化物0.001％、锂氧化物0.0015％、镁氧化物0.002％和铝氧化物0.015％。
[0016]优选地，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0015％、锰氧化物0.0015％、锂氧化物0.00175％、镁氧化物0.003％和铝氧化物0.0075％。
[0017]优选地，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0015％、锰氧化物0.0015％、锂氧化物0.00225％、镁氧化物0.003％和铝氧化物0.0015％。
[0018]本专利技术还提出了可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料的生产方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1：按一定质量含量百分比在原料中添加钙氧化物、锰氧化物、锂氧化物、镁氧化物和铝氧化物；
[0020]步骤2：然后即把规定量的钙氧化物、锂氧化物、镁氧化物、锰氧化物和铝氧化物溶解成水溶液后加入石英颗粒原料中进行搅拌；
[0021]步骤3：再将步骤2中的搅拌后的物料经改性等工序生产成石英玻璃原料。
[0022]3.有益效果
[0023]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0024](1)本专利技术中，在传统石英玻璃原料生产工艺的基础上，利用石英原矿的物理和化学性能，进行有目的掺入能提高石英玻璃机械强度的化学元素，使之在不影响现有生产工艺生产，不影响石英玻璃已有的物理和化学性能的基础上产出一种新型的石英玻璃原料，用这种石英玻璃原料生产的石英玻璃，抗拉强度达到100～110MPa，抗压强度达到1120
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1150MPa；抗析晶使用温度提高至900摄氏度以上，而用常规石英玻璃原料生产的石英玻璃的抗拉强度仅约为50MPa，抗压强度约为1120MPa，高温析晶开始温度约在900摄氏度。
[0025](2)本专利技术提供的新的能提高石英玻璃机械强度的生产方法生产的原料生产的石英玻璃，能显著提高石英玻璃的机械强度和高温使用范围。
具体实施方式
[0026]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0027]实施例1：
[0028]可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料及其生产方法，选配比最小值，将原料石英颗粒中，钙氧化物的质量含量控制在0.0005％，锰氧化物的质量含量控制在0.0005％，锂氧化物的质量含量为钙氧化物的约0.5倍，即0.00075％；镁氧化物的质量是锂氧化物的质量含量的1倍，即0.0015％，且铝氧化物的质量含量为钙氧化物的约5倍，即0.0025％；由分析数据得知，在原料中添加钙氧化物至0.0005％，添加锰氧化物至0.0005％，添加锂氧化物至0.00075％。添加镁氧化物至0.0015％，添加铝氧化物至0.0025％，即把规定量的钙氧
化物、锂氧化物、镁氧化物、锰氧化物和铝氧化物溶解成水溶液后加入石英颗粒原料中进行搅拌，再经改性等工序生产成石英玻璃原料。
[0029]用此石英玻璃原料生产的石英玻璃机械强度显著增强，其抗拉强度约为100MPa，抗压强度约为1120MPa，抗析晶开始使用温度约为900摄氏度。
[0030]实施例2：
[0031]可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料及其生产方法，选用原料石英颗粒中钙氧化物的质量含量控制在0.0005％，锰氧化物的质量含量控制在0.0005％，锂氧化物的质量含量为钙氧化物的约0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料，其特征在于，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0005％～0.0015％、锰氧化物0.0005％～0.0015％、锂氧化物0.00075％～0.00225％、镁氧化物0.0015％～0.0045％和铝氧化物0.0025％～0.0225％。2.根据权利要求1所述的可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料，其特征在于，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0005％、锰氧化物0.0005％、锂氧化物0.00075％、镁氧化物0.0015％和铝氧化物0.0025％。3.根据权利要求1所述的可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料，其特征在于，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0005％、锰氧化物0.0005％、锂氧化物0.00075％、镁氧化物0.0015％和铝氧化物0.005％。4.根据权利要求1所述的可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料，其特征在于，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.0005％、锰氧化物0.0005％、锂氧化物0.00075％、镁氧化物0.0015％和铝氧化物0.0075％。5.根据权利要求1所述的可提高石英玻璃机械强度的石英玻璃原料，其特征在于，包括以下质量含量百分比的材料：钙氧化物0.001％、锰氧化物0.001％、锂氧化物0.0015％、镁氧化物0.002％和铝氧化物0.005％。6.根据权利要求1所述的可提高...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵长贵，金小宁，
申请(专利权)人：江苏圣君纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：