一种高硼硅玻璃的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高硼硅玻璃的制备方法，属于高硼硅玻璃制备生产的技术领域，本发明专利技术目的是优化现有高硼硅玻璃的组成，提供一种高性能高硼硅玻璃的制备方法。本发明专利技术是在原有高硼硅玻璃组成的基础上掺杂金属氧化物，制备过程包括配料、熔炼、成型、退火、加工，本发明专利技术提供的方法制备的高硼硅玻璃具有更优异的密度、折射率、化学稳定性和热膨胀系数。化学稳定性和热膨胀系数。

【技术实现步骤摘要】
一种高硼硅玻璃的制备方法


[0001]本专利技术涉及玻璃制备生产的
，具体涉一种高硼硅玻璃的制备方法。

技术介绍

[0002]高硼硅玻璃的耐火性能好，物理强度高，与普遍玻璃相比，无毒副作用，其机械性能，热稳定性能，抗水、抗碱、抗酸等性能大大提高。因此，可广泛用于化工、航天、军事、家庭、医院等各个领域，可制成灯具、餐具、标盘、望远镜片、洗衣机观察孔、微波炉盘、太阳能热水器等多种产品，具有良好的推广价值和社会效益。
[0003]但是，由于高硼硅玻璃熔化温度高、耗热量大、熔化率低、澄清均化困难，使高硼硅玻璃生产质量控制难度大。同时，高硼硅酸盐玻璃产品又要求具有良好的抗化学侵蚀性能、优异的抗热冲击性能、机械性能、较高的软化温度和良好的工艺性能等。因此，在选择高硼硅酸盐玻璃成分时，既要满足和达到以上要求，又要考虑到该玻璃在熔制、成型、退火、加工等工艺技术上的可行性。
[0004]基于以上原因，本专利技术设计了一种高硼硅玻璃的制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是优化现有高硼硅玻璃的组成，提供一种高硼硅玻璃的制备方法，制备的高硼硅玻璃具有高折射率、高密度、优异的化学稳定性和低热膨胀系数等优点。
[0006]（1）配料：按照质量百分比称取制备高硼硅玻璃的原料，SiO280%、B2O310%、Na2O 5%、CaO 3%、Al2O32%，掺杂的ZrO2按质量百分数计分别为1%、3%、5%，将原料混合均匀得到混合粉体；（2）熔炼：将步骤（1）的混合粉体在1600
°
C熔炼3小时，直至溶体澄清匀化，得到玻璃熔融液；（3）成型：将步骤（2）所得玻璃熔融液倒入已预热到560
°
C的石墨模具中成型；（4）退火：将步骤（3）初步成型后的玻璃放入已经加热到560
°
C的退火炉中退火1小时，然后随炉自然冷却至室温；（5）将步骤（4）所得玻璃进行打磨、清洗、烘干，得到本专利技术ZrO2改性的高硼硅玻璃。
[0007]本专利技术可以得到高折射率、高密度、优异的化学稳定性和低热膨胀系数的高硼硅玻璃。
具体实施方式
[0008][0009]实例1:（1）配料：按照质量百分比称取制备高硼硅玻璃的原料至球磨罐中，SiO280%、B2O310%、Na2O 5%、CaO 3%、Al2O32%，掺杂的ZrO2质量分数为1%；采用无水乙醇为球磨介质，以
280 rpm的转速球磨8小时，将混合料烘干、粉碎，得到混合粉体；（2）熔炼：将步骤（1）的混合料进行熔炼，熔炼控温程序为熔炼控温程序为室温到400℃升温速率2℃/min，400℃到1200℃升温速率5℃/min，1200℃到1600℃升温速率1℃/min并保温3小时，直至溶体澄清匀化，得到玻璃熔融液；（3）成型：将步骤（2）所得玻璃熔融液倒入已预热到560
°
C的石墨模具中成型；（4）退火：将步骤（3）初步成型后的玻璃放入已经加热到560
°
C的退火炉中退火1小时，然后随炉自然冷却至室温；（5）将步骤（4）所得玻璃进行打磨、清洗、烘干，得到本专利技术ZrO2改性的高硼硅玻璃。
[0010]本专利技术可以得到高折射率、高密度、优异的化学稳定性和低热膨胀系数的高硼硅玻璃。
[0011]实例2：（1）配料：按照质量百分比称取制备高硼硅玻璃的原料至球磨罐中，SiO280%、B2O310%、Na2O 5%、CaO 3%、Al2O32%，掺杂的ZrO2质量分数为3%；采用无水乙醇为球磨介质，以280 rpm的转速球磨8小时，将混合料烘干、粉碎，得到混合粉体；（2）熔炼：将步骤（1）的混合料进行熔炼，熔炼控温程序为熔炼控温程序为室温到400℃升温速率2℃/min，400℃到1200℃升温速率5℃/min，1200℃到1600℃升温速率1℃/min并保温3小时，直至溶体澄清匀化，得到玻璃熔融液；（3）成型：将步骤（2）所得玻璃熔融液倒入已预热到560
°
C的石墨模具中成型；（4）退火：将步骤（3）初步成型后的玻璃放入已经加热到560
°
C的退火炉中退火1小时，然后随炉自然冷却至室温；（5）将步骤（4）所得玻璃进行打磨、清洗、烘干，得到本专利技术ZrO2改性的高硼硅玻璃。
[0012]本专利技术可以得到高折射率、高密度、优异的化学稳定性和低热膨胀系数的高硼硅玻璃
[0013]实例3：（1）配料：按照质量百分比称取制备高硼硅玻璃的原料至球磨罐中，SiO280%、B2O310%、Na2O 5%、CaO 3%、Al2O32%，掺杂的ZrO2质量分数为5%；采用无水乙醇为球磨介质，以280 rpm的转速球磨8小时，将混合料烘干、粉碎，得到混合粉体；（2）熔炼：将步骤（1）的混合料进行熔炼，熔炼控温程序为熔炼控温程序为室温到400℃升温速率2℃/min，400℃到1200℃升温速率5℃/min，1200℃到1600℃升温速率1℃/min并保温3小时，直至溶体澄清匀化，得到玻璃熔融液；（3）成型：将步骤（2）所得玻璃熔融液倒入已预热到560
°
C的石墨模具中成型；（4）退火：将步骤（3）初步成型后的玻璃放入已经加热到560
°
C的退火炉中退火1小时，然后随炉自然冷却至室温；（5）将步骤（4）所得玻璃进行打磨、清洗、烘干，得到本专利技术ZrO2改性的高硼硅玻璃。
[0014]本专利技术可以得到高折射率、高密度、优异的化学稳定性和低热膨胀系数的高硼硅玻璃。
[0015]表1 本专利技术制备的高硼硅玻璃性能测试结果
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，包含以下按质量百分数计的基本组分：SiO
2 80%、B2O
3 10%、Na2O 5%、CaO 3%、Al2O
3 2%，掺杂的ZrO2按质量百分数计分别为1%、3%、5%。2.根据权利要求1所述的SiO2，其特征在于，SiO2为天然水晶粉，粒度大小约为250目。3.根据权利要求1所述的一种高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，CaO由分析纯的碳酸钙引入，Na2O由分析纯的碳酸钠引入，其它组分以相应的分析纯氧化物原料引入。4.根据权利要求1所述的一种高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）配料：按照质量百分比称取制备高硼硅玻璃的原料，SiO
2 80%、B2O
3 10%、Na2O 5%、CaO 3%、Al2O
3 2%，掺杂的ZrO2按质量百分数计分别为1%、3%、5%，将原料混合均匀得到混合粉体；（2）熔炼：将步骤（1）的混合粉体在1600
°
C熔炼3小时，直至溶体澄清匀化，得到玻璃熔融液；（3）成型：将步骤（2）所得玻璃熔融液...

【专利技术属性】
技术研发人员：解玉姣，王飞鹏，魏春杰，韩婷婷，李琳，苗珂，余磊，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：