【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及玻璃棒、玻璃棒组、以及制造玻璃棒的工艺。此外，本专利技术还涉及一种包括玻璃棒的闪光灯、以及本专利技术所述玻璃棒的用于将金属制品连接至玻璃元件和/或用于闪光灯的用途。
技术介绍
1、闪光灯在医疗、工业和科学领域用途广泛。
2、闪光灯通常由熔融二氧化硅/石英或硼硅酸盐管制造而成，该管通常设计成u形，而且两端集成有金属电极。通过导电支承体来提供高压电力，在操作过程中，导电支承体还用作支架或灯座。当下已经研发出特殊的玻璃，能够将金属电极的金属导电支承体连接至闪光灯的管壁。
3、由于在制造闪光灯的过程会出现一些工艺的不均匀性(irregularities)，因此本领域已知的制造闪光灯的过程需要技术监督和人为控制。
4、机器人控制的闪光灯制造工艺受到追捧，但该工艺所需的玻璃棒要适合全自动制造工艺，以保证工作流程的连续和稳定。
5、因此，仍需要提供这样的玻璃棒，其能够适用于在完全自动化的机器人控制工艺中制造闪光灯。此外，还有一个连带期望，即提供一种制造玻璃棒的工艺，该工艺满足所述需求，并能够用于在机器人控制的工艺中制造闪光灯。
技术实现思路
1、第一方面，本专利技术涉及一种玻璃棒，其具有：长度l棒、平均长半轴长度l长(a)和平均短半轴长度l短(a)，其中，所述长度l棒为100mm至1600mm；
2、其中，在所述玻璃棒的横截面内，l长(n)是所述横截面的质心到所述玻璃棒的所述横截面中最远边界的距离，l短(n)是所述横截面的
3、其中，所述玻璃棒包括玻璃组合物，所述玻璃组合物的温度t4大于等于1400℃，所述温度t4定义为玻璃粘度为104dpa·s时的温度；
4、所述玻璃棒具有：长半轴的总相对长度变化(tlv长)、相对局部面积变化(lav)和定义为tlv长+lav总和的质量指数；
5、其中，所述tlv长确定为：(a)50个等距横截面位置的最小长半轴长度与(b)所述50个等距横截面位置的最大长半轴长度之间的绝对差值，并由所述50个等距横截面位置的长半轴长度的平均值l长(a)归一化；
6、沿着所述玻璃棒的长度l棒定位所述50个等距横截面，以0.01*l棒的位置作为起始位置，随后每个位置的增量为0.02*l棒；
7、其中，所述lav确定为：(c)所述50个等距横截面位置中具有最大长半轴长度的横截面位置的横截面积与(d)所述50个等距横截面位置的横截面积的平均值之间的绝对差值，并由所述50个等距横截面位置的横截面积的平均值归一化；以及
8、其中，所述质量指数小于等于0.090、小于等于0.070、或小于等于0.050。
9、根据本专利技术的所述玻璃棒包括玻璃组合物，所述玻璃组合物的温度t4大于等于1400℃，所述温度t4定义为玻璃粘度为104dpa·s时的温度。因此，所述玻璃棒适用于制造闪光灯，这些闪光灯在其生命周期中会经历高温和多种极端温度变化。
10、本领域已知的玻璃棒经常显示出不均匀的几何形状，在众多影响因素中，通常认为其产生原因是用于制造的小批量玻璃(原料)、非连续工艺中的短停留时间以及所用玻璃组合物的高熔融温度。观察到的不均匀的几何形状是由于生产过程中玻璃熔体的不均匀性造成的，从而最终体现在玻璃棒成品上。玻璃熔体的不均匀性也会导致玻璃熔体粘度的不均匀性，并与之直接相关。若与“完美几何形状”的偏差过大，会导致后续的包括机器人处理在内的制造过程出现问题。
11、当然，在技术生产上实现数学意义上的玻璃棒的完美圆柱体形状可能仍然很难。本专利技术提供了一种玻璃棒，它满足了对均匀性的期待和要求。可以通过质量指数来评估和区分均匀性，该指数被定义为长半轴的总相对长度变化(tlv长)与相对局部面积变化(lav)之和。这两个参数，tlv长或lav，反映了玻璃棒几何形状的精确性。
12、根据本专利技术的玻璃棒在长半轴的总相对长度变化方面是特别均匀的，该总相对长度变化是在沿着玻璃棒的长度l棒定位的50个等距横截面上测量的，同时，根据本专利技术的玻璃棒在整个玻璃棒长度上具有相当恒定的质量，这表现为在所测得的50个等距横截面上只有很小的面积变化。
13、长半轴的总相对长度变化(tlv长)是相对于50个等距横截面的最大和最小值(即其差值)，然后再除以所述50个等距横截面位置的长半轴长度的平均值来估值的。在最大长半轴的(横截面)位置处，相对局部面积变化(lav)确定为：(c)所述50个等距横截面位置中具有最大长半轴长度的截面位置处的横截面积与(d)所述50个等距横截面位置的横截面积的平均值之间的绝对差值，并由所述50个等距横截面位置的横截面积的平均值归一化。
14、本专利技术人已经确定，质量指数小于等于0.090符合闪光灯用玻璃棒的要求标准，并且反映出比本领域已知的玻璃棒更好的均匀性。所提供的玻璃棒的质量指数小于等于0.090，这样可以很好地适应机器人处理，从而能够实现闪光灯的完全自动化生产。质量指数的数值低表明玻璃棒有理想的均匀性，因为长半轴的总相对长度变化(tlv长)必须相应地也低。因此，tlv长具有低值可以使机器人操作顺利，特别是对于在将玻璃棒熔融和后续制造成闪光灯之前的机器人操作。质量指数的数值低也表明并提供了低的相对局部面积变化(lav)，其中，所述lav是在所述50个等距横截面位置中具有最大长半轴长度的截面位置处确定的。相对局部面积变化(lav)的值低使得所连接的玻璃和金属电极之间能够很好地融合。
15、玻璃棒的均匀性使机器人能够顺利地进行机械操作，因为此时，厚度的不均匀和不规则被最小化到机器人中的玻璃棒不会发生卡顿的程度。此外，在制造闪光灯的过程中，需要对玻璃棒进行加热。只有相对局部面积变化lav小的均匀的玻璃棒才能够被均匀且持续地加热到所需的窄温度范围。闪光灯的制造温度很高，因为所采用的玻璃组合物只能在高温下进行熔融，表现为温度t4大于等于1400℃。根据本专利技术的玻璃棒在制造步骤中的温度偏差较小，这是因为所述玻璃棒的横截面积的高度均匀性，而且在所述玻璃棒的长度方向的质量恒定。有利地，这能够使得在制造过程中以及在最终成品中减少玻璃的破裂。
16、第二方面，本专利技术涉及玻璃棒组。有利地，根据本专利技术的玻璃棒的均匀性表现在所提供的单个玻璃棒上，但也反映在由一组至少40根玻璃棒组成的批量级别上。
17、第三方面，本专利技术涉及一种生产玻璃棒的工艺，包括以下步骤：
18、-提供反应器(1)，所述反应器包括下排出口(2)；
19、-在所述反应器中加热玻璃原料，以获得玻璃熔体(3)；
20、-将所述玻璃熔体至少部分加热到温度t2.5，其中，所述温度t2.5定义为玻璃熔体的粘度为102.5dpa·s时的温度；
21、-在拉伸温度以玻璃熔体拉伸速率将所述玻璃熔体从所述反应器中拉伸(withdrawing)出来；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种玻璃棒，具有：长度l棒、平均长半轴长度l长(a)和平均短半轴长度l短(a)，其中，所述长度l棒为100至1600mm；
2.根据权利要求1所述的玻璃棒，其中，所述平均长半轴长度l长(a)介于0.9至3.1mm之间，并且其中所述平均短半轴长度l短(a)介于0.9至3.1mm之间；
3.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，其中，根据DIN EN ISO 1101:2017-09，在300mm的支承距离下所测得的弯曲度或曲率介于0.030至0.30mm之间。
4.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，具有：平均椭圆度，所述平均椭圆度定义为50个局部椭圆度2*(l长(n)-l短(n))/(l长(n)+l短(n))的平均值；以及
5.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，具有：小于0.040的所述短半轴的总相对长度变化tlv短，其中，所述tlv短确定为：所述50个等距横截面位置的最小短半轴长度和最大短半轴长度之间的绝对差值，并由所述50个等距横截面位置的短半轴长度的平均值归一化；和/或
6.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，
7.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，其中，所述玻璃组合物包括以下以重量百分比计的一种或多种或全部组分：
8.玻璃棒组，包括：至少40根根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒。
9.根据权利要求8所述的玻璃棒组，其中，至少80％的所述玻璃棒具有以下一种或多种特性：
10.用于制造玻璃棒的工艺，所述玻璃棒可选地是根据前述一项或多项权利要求所述的玻璃棒或玻璃棒组，所述工艺包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的工艺，其中，满足以下一个或多个条件：
12.根据权利要求10或11的工艺，其中，就从所述下排出口(2)流出的玻璃棒(5)的长度而言，从所述反应器(1)中拉伸所述玻璃熔体的速率为2m/min至50m/min，和/或以15ml/min至150ml/min的体积流速从所述反应器(1)中拉伸所述玻璃熔体。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的工艺，进一步包括以下步骤：
14.根据权利要求10至13中任一项所述的工艺，其中，调整所述玻璃熔体上方的压力包括以下一种或多种方式：
15.根据权利要求10至14中任一项所述的工艺，其中，完全通过电力手段进行加热来实施所述工艺，以消除例如二氧化碳等排放气体；和/或其中，所述反应器的与所述玻璃熔体接触的接触面包括大于等于30重量％的接触材料，所述接触材料为包括超过70重量％的ZrO2的铸造氧化锆材料的形式，和/或所述反应器的与所述玻璃熔体接触的接触面包括烧结材料，所述烧结材料包括超过80重量％、超过90重量％或超过95重量％的锆硅酸盐。
16.根据前述任一项权利要求所述的工艺或玻璃棒，其中，所述玻璃的水含量至少为35mmol/l，优选地至少为45mmol/l，更优选地至少为55mmol/l；和/或所述玻璃在20℃至300℃温度范围内的热膨胀系数为0.8ppm/K至4.5ppm/K。
17.一种闪光灯，包括：根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃棒，其中，所述闪光灯还包括钨或钼电极，以及石英玻璃，所述玻璃将所述石英玻璃密封至所述钨或钼电极。
18.根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃棒的用途，其用于将金属制品连接至玻璃元件和/或用于闪光灯。
...【技术特征摘要】
1.一种玻璃棒，具有：长度l棒、平均长半轴长度l长(a)和平均短半轴长度l短(a)，其中，所述长度l棒为100至1600mm；
2.根据权利要求1所述的玻璃棒，其中，所述平均长半轴长度l长(a)介于0.9至3.1mm之间，并且其中所述平均短半轴长度l短(a)介于0.9至3.1mm之间；
3.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，其中，根据din en iso 1101:2017-09，在300mm的支承距离下所测得的弯曲度或曲率介于0.030至0.30mm之间。
4.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，具有：平均椭圆度，所述平均椭圆度定义为50个局部椭圆度2*(l长(n)-l短(n))/(l长(n)+l短(n))的平均值；以及
5.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，具有：小于0.040的所述短半轴的总相对长度变化tlv短，其中，所述tlv短确定为：所述50个等距横截面位置的最小短半轴长度和最大短半轴长度之间的绝对差值，并由所述50个等距横截面位置的短半轴长度的平均值归一化；和/或
6.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，其具有：以下一项或多项特性：
7.根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒，其中，所述玻璃组合物包括以下以重量百分比计的一种或多种或全部组分：
8.玻璃棒组，包括：至少40根根据前述任一项权利要求所述的玻璃棒。
9.根据权利要求8所述的玻璃棒组，其中，至少80％的所述玻璃棒具有以下一种或多种特性：
10.用于制造玻璃棒的工艺，所述玻璃棒可选地是根据前述一项或多项权利要求所述的玻璃棒或玻璃棒组，所述工艺包括以下步骤：
11.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·海恩尔，R·E·艾希霍尔茨，C·鲍姆勒，H·利珀特，C·德布雷策尼，V·特林克斯，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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