一种玻璃弹片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种玻璃弹片及其制备方法和应用。本发明专利技术的玻璃弹片，包括以下原料：二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、三氧化二硼、氧化钾、氧化镁、二氧化锆、硫酸钠、氧化铈；本发明专利技术的无机玻璃弹片，将光纤光栅封装其表面，形成承载光纤光栅的基片，应用于光纤光栅传感器领域，相比较环氧树脂粘合剂封装材料具有高寿命、高强度、低膨胀系数等优点。低膨胀系数等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃弹片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及光纤光栅传感器
，尤其涉及一种玻璃弹片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前国内外从事光纤光栅传感技术的厂家较多，但目前无论国内产品还是进口产品，均采用的是光纤光栅+封装材料+传感基体的制备方案。因此实际的光纤光栅传感技术产业领域，光纤光栅传感器的组成包括光纤光栅元件、传感器基体、以及将光纤光栅元件粘贴在传感器基体上的封装体。目前，封装体主要采用的是环氧树脂粘合剂。目前光纤光栅传感器的寿命严重局限于封装体的有效时间，通常环氧树脂在2
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3年、湿热环境下甚至几个月就老化失效，这不仅使光纤光栅传感器的性能参数发生改变而无法准确测量，更将大大缩短光纤光栅传感器的寿命。
[0003]基于现有光纤光栅中环氧树脂粘合剂封装材料寿命短，强度低，受环境温度影响膨胀系数大易损坏老化的技术问题，有必要对此进行改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有光纤光栅中环氧树脂粘合剂封装材料寿命短，强度低，受环境温度影响膨胀系数大易损坏老化，开发了一种无机玻璃弹片，将光纤光栅封装其表面，形成承载光纤光栅的基片，应用于光纤光栅传感器领域，相比较环氧树脂粘合剂封装材料具有高寿命、高强度、低膨胀系数等优点。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种玻璃弹片，包括以下质量百分比的原料：二氧化硅60～70％、三氧化二铝8～14％、氧化钠10～15％、三氧化二硼3～8％、氧化钾0.5～4％、氧化镁0.5～4％、二氧化锆0.5～3％、硫酸钠0.1～0.8％、氧化铈0.1～0.5％。
[0007]优选的是，所述的玻璃弹片，所述氧化钠和氧化钾质量百分比之和不低于12％。
[0008]优选的是，所述的玻璃弹片，所述二氧化硅的质量百分比为62～66％。
[0009]优选的是，所述的玻璃弹片，所述三氧化二铝的质量百分比为8～12％。
[0010]优选的是，所述的玻璃弹片，所述三氧化二硼的质量百分比为3～6％。
[0011]优选的是，所述的玻璃弹片，所述氧化镁的质量百分比为2～4％。
[0012]优选的是，所述的玻璃弹片，所述二氧化锆的质量百分比为0.5～1％；
[0013]所述硫酸钠和氧化铈质量百分比之和为0.5～1.1％。
[0014]第二方面，本专利技术还提供了一种所述的玻璃弹片的制备方法，包括以下步骤：
[0015]将二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、三氧化二硼、氧化钾、氧化镁、二氧化锆、硫酸钠、氧化铈混合搅拌，得到混合料；
[0016]将混合料于1550～1650℃下熔制得到玻璃液；
[0017]将玻璃液于750
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1300℃下拉至成型得到玻璃板；
[0018]将玻璃板于600～700℃下退火至室温后，得到玻璃弹片。
[0019]优选的是，所述的玻璃弹片的制备方法，所述玻璃弹片的厚度为0.3～1.8mm。
[0020]第三方面，本专利技术还提供了一种所述的玻璃弹片或所述的制备方法制备得到的玻璃弹片在光纤光栅传感器中的应用。
[0021]本专利技术的玻璃弹片及其制备方法和应用相对于现有技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术的玻璃弹片，包括以下原料：二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、三氧化二硼、氧化钾、氧化镁、二氧化锆、硫酸钠、氧化铈；本专利技术的无机玻璃弹片，将光纤光栅封装其表面，形成承载光纤光栅的基片，应用于光纤光栅传感器领域，相比较环氧树脂粘合剂封装材料具有高寿命、高强度、低膨胀系数等优点。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。另外，在本申请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。本专利技术的各种实施例可以以一个范围的型式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本专利技术范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
[0025]本申请实施例提供了一种玻璃弹片，包括以下质量百分比的原料：二氧化硅60～70％、三氧化二铝8～14％、氧化钠10～15％、三氧化二硼3～8％、氧化钾0.5～4％、氧化镁0.5～4％、二氧化锆0.5～3％、硫酸钠0.1～0.8％、氧化铈0.1～0.5％。
[0026]本专利技术的玻璃弹片中各组分的作用如下：
[0027]二氧化硅：构成玻璃弹片的骨架，具有良好的化学稳定性，热稳定性，透明度；
[0028]三氧化二铝：玻璃的网络中间体，增加玻璃机械强度和化学强化性能；
[0029]氧化钠、氧化钾：玻璃的良好的助熔剂，同时也是玻璃化学强化的重要物质；
[0030]氧化镁：克服析晶倾向，加宽温度范围，有利于成型作业；
[0031]二氧化锆：可以抑制碱金属、碱土金属的迁移，同时可以提升玻璃的硬度和弹性模量；
[0032]三氧化二硼：降低玻璃的膨胀系数，还可以降低熔化难度；
[0033]氧化铈、硫酸钠(芒硝)：起到复合澄清剂的作用，高温澄清有利于气泡的排出。
[0034]本专利技术针对光纤光栅传感器领域，采用玻璃材质替代传统的金属基体和胶黏剂，实现全玻璃封装的光纤光栅传感，在不降低基体强度、刚度、弹性等核心性能，不提高制造成本的基础上，达到耐腐蚀、寿命长的良好效果，彻底解决光纤传感器耐久性，稳定性等问题，是工程界全新的传感器技术和产品。目前光纤光栅弹片选用有机塑料出现寿命周期短，
强度低，受环境温度变化膨胀系数大等缺点，开发出具有高寿命，高强度，低膨胀系数的玻璃材质无疑是最好的选择。本专利技术的无机玻璃弹片，将光纤光栅封装其表面，形成承载光纤光栅的基片，应用于光纤光栅传感器领域，相比较环氧树脂粘合剂封装材料具有高寿命、高强度、低膨胀系数等优点。
[0035]在一些实施例中，氧化钠和氧化钾质量百分比之和不低于12％。
[0036]在一些实施例中，二氧化硅的质量百分比为62～66％。
[0037]在一些实施例中，三氧化二铝的质量百分比为8～12％。
[0038]在一些实施例中，三氧化二硼的质量百分比为3～6％。
[0039]在一些实施例中，氧化镁的质量百分比为2～4％。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃弹片，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：二氧化硅60～70％、三氧化二铝8～14％、氧化钠10～15％、三氧化二硼3～8％、氧化钾0.5～4％、氧化镁0.5～4％、二氧化锆0.5～3％、硫酸钠0.1～0.8％、氧化铈0.1～0.5％。2.如权利要求1所述的玻璃弹片，其特征在于，所述氧化钠和氧化钾质量百分比之和不低于12％。3.如权利要求1所述的玻璃弹片，其特征在于，所述二氧化硅的质量百分比为62～66％。4.如权利要求1所述的玻璃弹片，其特征在于，所述三氧化二铝的质量百分比为8～12％。5.如权利要求1所述的玻璃弹片，其特征在于，所述三氧化二硼的质量百分比为3～6％。6.如权利要求1所述的玻璃弹片，其特征在于，所述氧化镁的质量百分比为2～4％。7.如权利要求1所述的玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡仲春，张健，朱涛，郭永兴，
申请(专利权)人：胡仲春，
类型：发明
国别省市：