一种高硼硅玻璃及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种高硼硅玻璃及其制备方法与应用，按照重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料包括：67

【技术实现步骤摘要】
一种高硼硅玻璃及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于玻璃材料生产
，尤其涉及一种高硼硅玻璃及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]作为一种高效太阳集热元件，太阳能真空集热管是接收太阳光能并转化为热能的关键部件，由带有选择性吸收涂层的不锈钢中央管和外层玻璃套管组成，是太阳能集热系统的核心组件，其可靠性和光学性能很大程度上决定了整个集热系统的效率。为了保护选择性吸收涂层和降低集热管热损，需要将中央管和玻璃套管之间抽真空，真空夹层使两管间的对流热损失几乎为零，并且集热管使用寿命要求长达20年之久，这就对玻璃金属封接质量提出了很高的要求。
[0003]高硼硅玻璃是指氧化硼含量超过10wt％的硅酸盐系统玻璃，具有良好的可见光透过率、优良的化学稳定性和机械强度等特性，当所制高硼酸玻璃的热膨胀曲线需与封接材料接近，满足工作时高真空的密封性能时，可实现太阳能真空管中玻璃与金属的密封封接。
[0004]CN110563332A公开了一种高性能高硼硅玻璃材料的制备方法，包括以下步骤：1)按质量百分比取85
‑
90％的碎玻璃和0.5
‑
2％的Al2O3研磨得到混合粉料A；2)将10
‑
25％的B2O3、1
‑
5％的NaCl、1
‑
3％的K2O研磨得到混合粉料B；3)将混合料A和混合料B加入酸溶液中，得到混合料C；4)将混合料C进行烘烤，得到多孔高硼硅主材料；5)在多孔高硼硅主材料中添加改性碱金属氧化物，得到中间材料D；6)将中间材料D依次进行熔制、晶化、退火，获得低膨胀系数的高硼硅玻璃材料体，同时显著提高了耐水、耐酸、耐碱、软化点等理化性能。但原料中碎玻璃的成分及含量复杂，对制得的高硼硅玻璃性能的影响存在不确定性。
[0005]CN109437560A公开了一种紫外高透硼硅酸盐玻璃及其制备方法，由以下重量百分比的原料制成：SiO
2 70
‑
85％，Al2O
3 0
‑
8％，B2O
3 6
‑
20％，SrO 0
‑
4％，Na2O0
‑
6％，K2O 0
‑
4％，CaO 0
‑
4％，NaCl 0
‑
1％。原料过筛、混合，在1500
‑
1600℃熔化4
‑
6h，并持续通入高纯氩气，随后将炉压降至300
‑
700mbar，澄清2
‑
4小时、浇铸成块、冷却，得到所述紫外高透硼硅酸盐玻璃。该技术方案制得的玻璃紫外透过率高，2mm的样品在300
‑
380nm波段的透过率T≥90％；采用减压澄清，解决了高硼硅玻璃液黏度大和澄清困难的问题；制得的玻璃化学稳定性好、热膨胀系数低。
[0006]CN102417301A公开了一种进行化学强化的高碱高铝硅酸盐玻璃组合物，该玻璃组合物适合于用浮法、溢流下拉等成型方法生产各种平板玻璃。该玻璃组合物以摩尔百分比表示包含：SiO
2 64.5
‑
73％，Al2O
3 6.5
‑
11.5％，B2O
3 0
‑
2％，Na2O13
‑
19％，K2O 0.3
‑
1.2％，MgO 3.5
‑
7.2％，ZnO 0.05
‑
2.5％，TiO
2 0.05
‑
1％，Y2O
30‑
0.6％，Ga2O
3 0
‑
0.4％，GeO
2 0
‑
1.2％和至少一种选自SnO2、Sb2O3、Cl和SO3的成分。在制备过程中熔制温度达到1650
‑
1715℃，所得玻璃经化学强化处理后，在玻璃表面形成的压应力在300MPa以上，压应力层的厚度在40μm以上，可作为显示产品的屏幕表面保护用玻璃材料。
[0007]上述技术方案中制得的硅酸盐玻璃具有良好的透光性和化学稳定性，但熔制温度
较高，且产品原料种类多，生产成本高，不适合大规模生产。本专利技术提供一种高硼硅玻璃并将其应用于太阳能集热管封接，保证高硼硅玻璃具有良好的化学稳定性、透光性和封接匹配性，同时可以降低玻璃的熔制温度。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高硼硅玻璃及其制备方法与应用，在满足热膨胀系数的同时，保证高硼硅玻璃具有良好的化学稳定性、透光性和封接匹配性，同时可以降低玻璃的熔制温度。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种高硼硅玻璃，按照重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料包括：
[0011][0012]以重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料中，SiO2的重量份数为67
‑
71份，例如可以是67份、67.5份、68份、68.5份、69份、69.5份、70份、70.5份或71份，但不限于所举例的数值，数值范围内其它未举例的数值同样适用。
[0013]以重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料中，B2O3的重量份数为18
‑
25份，例如可以是18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份，但不限于所举例的数值，数值范围内其它未举例的数值同样适用。
[0014]以重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料中，ZnO的重量份数为3
‑
5份，例如可以是3份、3.2份、3.4份、3.6份、3.8份、4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份或5份，但不限于所举例的数值，数值范围内其它未举例的数值同样适用。
[0015]以重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料中，Na2O的重量份数为2
‑
4份，例如可以是2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份、3份、3.2份、3.4份、3.6份、3.8份或4份，但不限于所举例的数值，数值范围内其它未举例的数值同样适用。
[0016]以重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料中，Al2O3的重量份数为1
‑
3份，例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份，但不限于所举例的数值，数值范围内其它未举例的数值同样适用。
[0017]以重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料中，Li2O的重量份数为0.1
‑
0.5份，例如可以是0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份或0.5份，但不限于所举例的数值，数值范围内其它未举例的数值同样适用。
[0018]本专利技术中SiO2是形成高硼硅玻璃的主要成分，以硅氧四面体[SiO4]的结构形式存在，致密有序的SiO2使所制高硼酸玻璃具有较高的粘度，提高了熔制温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硼硅玻璃，其特征在于，按照重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料包括：2.根据权利要求1所述的高硼硅玻璃，其特征在于，以重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料中，B2O3的重量份数为21
‑
23份。3.根据权利要求1或2所述的高硼硅玻璃，其特征在于，以重量份数计，所述高硼硅玻璃的原料中，Al2O3的重量份数为1.2
‑
2份。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的高硼硅玻璃，其特征在于，所述原料中B2O3的来源包括硼酸，或硼酸与硼砂的组合物；优选地，所述硼酸与硼砂的组合物中，硼砂的质量分数为20
‑
30wt％。5.一种如权利要求1
‑
4任一项所述高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：所述原料经混合、熔制、澄清、吹型和退火后，得到所述高硼硅玻璃。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为1150
‑
1250℃。7.根据权利要5或6所述的制备方法，其特征在于，所述熔制的步骤包括：混合后的原料在第一温度下保持4
‑
6h后，升温至1395
‑
1415℃，直至原料完全熔化形成玻璃液；优选地，所述第一温度为1150
‑
1250℃；优选地，所述升温的速率为0.3
‑
1℃/min。8.根据权利要5
‑
7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述澄清的温度为1250
‑
1350℃；优选地，所述澄清的时间为30
‑
40h；优选地，所述吹型的温度为1150...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云龙，王涛，孙攀，
申请(专利权)人：陕西宝光真空电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：