一种防中子辐射玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防中子辐射玻璃及其制备方法，所述防中子辐射玻璃，其重量百分比组成包括：SiO2：0.5

【技术实现步骤摘要】
一种防中子辐射玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术涉及特种玻璃材料领域，具体涉及一种防中子辐射玻璃及其制备方法，属于玻璃材料


技术介绍

[0002]随着科技的发展，中子探测被广泛应用于核反应堆装置、航空航天、放射医疗检查、国防军事、宇宙射线检测、环境辐射检测、材料检测等领域中，从而使得防中子辐射玻璃成为军用、民用、科研等的防护需求品。
[0003]中子是一种电中性粒子，不受原子核和核外电子的库伦力作用，有热中子、慢中子和快中子三种，且中子的穿透能力很强，必须采用专门的防护措施。防中子辐射玻璃，能够对中子起到有效地阻隔作用，广泛用于核能研究窥视及防护窗、核电站窥视窗、核辐射环境下的光学仪器面板和镜头、宇宙探测防护面板、核医学防护等多种核辐射环境，在核应用领域起到重要作用，是一种不可或缺的光学玻璃材料。但目前的防辐射玻璃中大多数含有较高含量的PbO，制备过程中和应用过程中存在严重的重金属Pb污染问题，或者不含PbO的防辐射玻璃只能对γ射线等低能射线进行防护，对能级高穿透性极强的中子或剂量较大的中子流的防护效率就远达不到要求。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种防中子辐射玻璃，本专利技术还提供一种防中子辐射玻璃的制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种防中子辐射玻璃，其特征在于，由下列氧化物按照质量百分比(wt.％)制备而成：
[0006][0007]进一步地，本专利技术的一种防中子辐射玻璃，其特征在于，由下列氧化物按照质量百分比(wt.％)制备而成：
[0008][0009]进一步地，本专利技术的一种防中子辐射玻璃，其特征在于，由下列氧化物按照质量百分比(wt.％)制备而成：
[0010][0011]本专利技术还提供一种防中子辐射玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0012]按照玻璃组分称取相应原材料，混合均匀后放入铂金坩埚中，经过高温熔制、搅拌、成形、退火后得到所述的防中子辐射玻璃。
[0013]所述熔制过程是将混合均匀后原料置于1400
‑
1500℃中熔制6
‑
8小时，形成玻璃熔体。
[0014]所述搅拌过程是玻璃熔制成熔融玻璃体后用铂金搅拌器对玻璃熔体进行搅拌直至形成澄清均化玻璃液的过程，所述搅拌的速度为30
‑
45转/分钟，所述搅拌时间为2
‑
4小时。所述整个搅拌过程中，以0.3
‑
0.5L/min的流量向玻璃熔体内部通入氧气，以确保形成一个富氧状态的玻璃熔体搅拌均化过程。
[0015]所述成形过程是指将玻璃熔体降温至1250
‑
1350℃后，倒入预热至500
‑
600℃的耐热钢模具中成形的过程。
[0016]所述退火的温度为650
‑
710℃，退火时间为8
‑
10小时，然后随炉冷却至室温。
[0017]此外，本专利技术还提供了一种上述防中子辐射玻璃或上述制备方法制备得到的防中子辐射玻璃在核反应堆装置、航空航天、放射医疗检查、国防军事、宇宙射线检测、环境辐射检测、材料检测等中子射线防护及观察窗口中的应用。
[0018]与现有技术相比，本专利技术提供的防中子辐射玻璃的显著优点在于：
[0019]1、本专利技术制备的防中子辐射玻璃不含有对环境有害的金属氧化物如As2O3、Sb2O3、BaO、PbO、Tl2O、CdO、BeO、V2O5等的任一种，不易对环境和人体造成危害，是一种环境友好型玻璃。
[0020]2、本专利技术经过合理配置各组分及其含量，得到了550nm透过率大于80％、努氏硬度大于600(
×
107MPa)。
[0021]3、中子剂量率降至50％需要的本专利技术玻璃厚度小于30mm，能对快中子进行有效防护。
[0022]4、本专利技术经过合理配置各组分及其含量，得到的防中子辐射玻璃的防辐射、成玻性、化学稳定性较好，且防中子辐射玻璃的光学均匀性可达到5
×
10
‑6。
[0023]5、本专利技术提供的组分易于制备大尺寸高均匀的防中子辐射玻璃。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。
[0025]下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明，但不作为对本专利技术的限定。
[0026]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规试剂产品。
[0027]本专利技术提供一种防中子辐射玻璃，其特征在于，由下列氧化物按照质量百分比(wt.％)制备而成：
[0028][0029][0030]进一步地，本专利技术的一种防中子辐射玻璃，其特征在于，由下列氧化物按照质量百分比(wt.％)制备而成：
[0031][0032]进一步地，本专利技术的一种防中子辐射玻璃，其特征在于，由下列氧化物按照质量百分比(wt.％)制备而成：
[0033][0034][0035]本专利技术提供的防中子辐射玻璃中，SiO2是玻璃形成骨架结构的主体，是玻璃骨架中起主要作用的成分，可以提高玻璃的成玻能力和化学稳定性，但其用量过多会提高玻璃的熔制温度，给熔制成型作业带来困难。本专利技术京SiO2的质量百分比(wt.％)控制为0.5
‑
3.5，优选为2.0
‑
3.5。SiO2含量低于0.5wt.％，玻璃的成玻性和化学性能会变差，同时会降低玻璃的耐化学稳定性和机械强度；SiO2含量高于3.5wt.％时，玻璃的高温黏度会增加，造
的含量大于5wt.％，玻璃的成玻性会变差，同时会增大玻璃的析晶倾向。
[0046]In2O3是防中子辐射玻璃具有较高转变温度和化学稳定性的组分，可以提高玻璃吸收中子辐射能力，In2O3的质量百分比(wt.％)控制为1.0
‑
2.0％。In2O3的含量低于1.0wt.％，玻璃的防中子辐射能力变差，难以满足特殊环境的应用要求；In2O3的含量大于2.0wt.％，玻璃的成玻性会变差，难以形成均质体。
[0047]本专利技术的一种防中子辐射玻璃不含有对环境有害的金属氧化物如As2O3、Sb2O5、BaO、PbO、Tl2O、CdO、BeO、V2O5等的任一种，即使含有及其微少的量也是由于其它玻璃原料所带入的。
[0048]进一步，所述的一种防中子辐射玻璃，其特征在于，在550nm透过率大于80％、努氏硬度大于600(
×
107MPa)。
[0049]进一步，所述的一种防中子辐射玻璃，其特征在于：所述的防中子辐射玻璃在中子剂量率降至50％需要的本专利技术玻璃厚度小于30mm，能对快中子进行有效防护。
[0050]进一步，所述的一种防中子辐射玻璃，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防中子辐射玻璃，其特征在于，由下列氧化物按照质量百分比(wt.％)制备而成：2.根据权利要求1所述的一种防中子辐射玻璃，其特征在于，由下列氧化物按照质量百分比(wt.％)制备而成：分比(wt.％)制备而成：3.根据权利要求1
‑
2所述的一种防中子辐射玻璃，其特征在于，由下列氧化物按照质量百分比(wt.％)制备而成：
4.根据权利要求1
‑
3所述的一种防中子辐射玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照玻璃组分称取相应原材料，混合均匀后放入铂金坩埚中，经过高温熔制、搅拌、成形、退火后得到所述的防中子辐射玻璃。5.根据权利要求4所述的一种防中子辐射玻璃的制备方法，其特征在于，所述玻璃的熔制过程是将混合均匀后原料置于1400
‑
1500℃中熔制6
‑
8小时，形成玻璃熔体。6.根据权利要求4
‑
5所述的一种防中子辐射玻璃的制备方法，其特征在于，所述搅拌过程是玻璃熔制成熔融玻璃体后用铂金搅拌器对玻璃熔体进行搅拌直至形成澄清均化玻璃液的过程，所述搅拌的速度为30
‑
45转/分钟，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉栋，陈嘉荣，陈子童，张芬香，李开月，陈艺婷，张嫚，
申请(专利权)人：鲁米星特种玻璃科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：