【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种特种玻璃材料，特别是涉及一种玻璃材料及其制备方法和在辐射屏蔽领域中的应用。
技术介绍
1、在整个说明书中对现有技术的任何讨论都不应被视为承认这些现有技术是广为人知的，或构成本领域公知常识的一部分。
2、在核领域研究过程中，辐射屏蔽窗口材料是研究人员或操作人员在操作室一侧观察核废料固化、乏燃料提纯、核原料加工过程的唯一窗口，是清晰观察热室内整个工作区及执行机构或机械手操作的唯一手段。在部分射线污染严重环境下，热室与操作室之间的伽马辐照剂量率相差高达2×107倍。射线中的高能电子辐射到物体表面，会破坏表面物质的晶体结构从而造成缺陷，同时，高能质子和重离子产生的电离作用和位移作用会导致玻璃材料变黑、变暗，从而降低玻璃的透过率。此外，由于强辐射环境下还存在α射线和β射线，α射线和β射线的穿透能力弱，但如果进入人体组织和器官时，其能量将全部被组织和器官所吸收，对人体危害极大，所以要特别重视防止α射线和β射线的内照射，因此，作为辐照屏蔽窗口中最靠近热室一侧的玻璃，要求对α射线和β射线具有良好的屏蔽性能，对高能射线/粒子具备良好的耐辐照性能，同时还应具有较好的可加工和密封性能，即对材料的综合性能有较高的要求。
3、但是现有的耐高能射线辐照的玻璃材料往往综合性能不佳，比如不具备良好的光学透过率或者在高剂量伽马辐射下的耐辐照性较差、经辐照后透过率、化学稳定性、力学性能（如强度和硬度等）和可加工性下降明显，材料综合性能下滑严重。
技术实现思路
1、针对现有技术
2、具体地，本专利技术提供了下述的技术特征，以下技术特征的一个或多个的结合构成本专利技术的技术方案。
3、在本专利技术的第一方面，提供了一种玻璃材料，以质量百分比含量计，其包含以下组分：sio245-60%；bao 0.1-1%；b2o310-20%；ceo22-5%；al2o31-2%；mgo 2.7-5%；nao20-20%；k2o9%-15%。
4、在一种优选的实施方式中，本专利技术所述玻璃材料，以质量百分比含量计，其由以下组分组成：sio245-60%；bao 0.1-1%；b2o310-20%；ceo22-5%；al2o31-2%；mgo 2.7-5%；nao20-20%；k2o 9%-15%，各组分的质量百分含量之和为100%。
5、在本专利技术的实施方式中，sio2作为玻璃的主体成分，提供稳定的结构骨架。当sio2含量过高时，玻璃的熔点可能过高，增加加工难度；而含量过低，则可能导致结构不够稳定，降低玻璃的机械强度和化学稳定性。b2o3的加入改善了热稳定性和化学稳定性，降低了高温粘度，并与sio4共同参与骨架网络，加强网络稳定性。然而，b2o3的含量需严格控制以避免破坏网络结构，比如b2o3过量时，部分b2o3已无法形成bo4，只能以三角体bo3形式存在于网络之中，这反而会破坏网络的骨架结构，使牢固的、紧密的统一网络相对减少，并使得玻璃的化学稳定性降低；而b2o3含量不足则又不能充分发挥其改善热稳定性的作用。在本专利技术的一些实施方式中，以质量百分比含量计，sio2的含量为45-60%，b2o3的含量为10-20%。进一步优选地，sio2的含量为50-60%，优选为56-60%，更优选为59-60%，以及，sio2的含量还可以选自以下：52-60%，59.9-60%，45-59.9%，45-56%，45-52%，52-59.9%，52-56%，56-59.9%。进一步优选地，b2o3的含量为10-18%，优选为10-17%，以及，b2o3的含量还可以选自以下：10-10.1%，10-10.3%，10.1-20%，10.1-18%，10.1-17%，10.1-10.3%，10.3-20%，10.3-18%，10.3-17%，17-20%，18-20%，17-18%。在上述sio2和b2o3的含量范围内，尤其是在优选的含量范围内，为玻璃材料获得良好的热稳定性、化学稳定性和机械强度提供了结构基础，同时改善材料的热膨胀系数、软化温度等。特别是，在本专利技术的一些实施方式中，当sio2的含量为不少于b2o3含量的2.6倍时，能够更好的发挥sio2和b2o3的协同作用。
6、在本专利技术的实施方式中，所述玻璃材料中还含有质量百分含量为0-20%的nao2和质量百分含量为9%-15%的k2o。在sio2和b2o3中引入该含量比例的k2o和/或na2o有助于形成均匀一致的玻璃，k2o和/或na2o中带有的氧原子可以进入b外层不被占据的轨道，使得硼原子的最外层电子轨道重新发生组合，促使bo3（硼氧三角形）向bo4（硼氧四面体）的转化，导致b的结构从平面的层状结构转变成了立体的骨架结构，进一步为sio2和b2o3融合成均匀一致的玻璃基体提供了基础条件。同时，k2o和/或na2o可以起到助熔作用，加速玻璃的熔制和澄清过程，k2o和na2o混合碱效应可以降低玻璃表面张力，同时k+和/或na+两种离子的掺入，有利于玻璃结构的优化，从而提升玻璃的机械性能。k2o和/或na2o这两种成分的比例平衡对维持玻璃的化学稳定性和机械强度至关重要，k2o和/或na2o的含量过高反而会降低玻璃的化学稳定性和机械强度，而不足则不能有效降低熔点和提高加工性。在本专利技术的一些实施方式中，以质量百分含量计，k2o的含量进一步为9-13.5%，优选为9.6-13.5%，更优选为9.6-12%，以及，k2o的含量还可以选自以下：9-13.1%，9-12%，9-11.3%，9-11%，9-10%，9-9.6%，9.6-15%，9.6-13.1%，9.6-11.3%，9.6-11%，9.6-10%，10-15%，10-13.5%，10-13.1%，10-12%，10-11.3%，10-11%；在本专利技术的一些实施方式中，以质量百分含量计，nao2的含量进一步为0-15%或10-20%，优选为0-12%，更优选为10-12%或0；以及，nao2的含量还可以选自：0-14.2%，0-13.2%，0-10.4%，0-10%，10-20%，10-15%，10-14.2%，10-13.2%，10-10.4%，10.4-20%，10.4-15%，10.4-14.2%，10.4-13.2%，10.4-12%，12-20%，12-15%，12-14.2%，12-13.2%，13.2-20%，13.2-15%，13.2-14.2%，14.2-20%，14.2-15%。在上述k2o和/或na2o含量范围内，尤其是在优选的含量范围内，为玻璃材料获得合适的熔点、良好的加工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1. 一种玻璃材料，以质量百分比含量计，其包含或由以下组分组成：SiO2 45-60%；BaO0.1-1%；B2O3 10-20%；CeO2 2-5%；Al2O3 1-2%；MgO 2.7-5%；NaO2 0-20%；K2O 9%-15%。
2.根据权利要求1所述的玻璃材料，其特征在于，以质量百分比含量计，SiO2的含量为50-60%，优选为56-60%，更优选为59-60%；
3. 根据权利要求1或2所述的玻璃材料，其特征在于，以质量百分含量计，由以下组分组成：SiO2 45-60%；BaO 0.1-1%；B2O3 10-18%；CeO2 2-5%；Al2O3 1-1.5%；MgO 2.7-5%；NaO20-20%；K2O 9%-13.1%，各组分的质量百分含量之和为100%；
4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，SiO2的含量不少于B2O3含量的2.6倍；
5.制备权利要求1至4中任一项所述的玻璃材料的方法，其包括：将原料按比例混合后高温熔制，搅拌，然后经高温澄清、成型，即得玻璃材料。
6.根据
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，碱金属和/或碱土金属盐类为碳酸盐和/或硝酸盐；
8.一种光学元件，其包含权利要求1至4中任一项所述的玻璃材料或由权利要求1至4中任一项所述的玻璃材料制成；
9.一种辐射屏蔽材料，其包含权利要求1至4中任一项所述的玻璃材料或由权利要求1至4中任一项所述的玻璃材料制成；
10.权利要求1至4中任一项所述的玻璃材料或权利要求8所述的光学元件或权利要求9所述的辐射屏蔽材料在光学领域或者辐射屏蔽领域中的应用；
...【技术特征摘要】
1. 一种玻璃材料，以质量百分比含量计，其包含或由以下组分组成：sio2 45-60%；bao0.1-1%；b2o3 10-20%；ceo2 2-5%；al2o3 1-2%；mgo 2.7-5%；nao2 0-20%；k2o 9%-15%。
2.根据权利要求1所述的玻璃材料，其特征在于，以质量百分比含量计，sio2的含量为50-60%，优选为56-60%，更优选为59-60%；
3. 根据权利要求1或2所述的玻璃材料，其特征在于，以质量百分含量计，由以下组分组成：sio2 45-60%；bao 0.1-1%；b2o3 10-18%；ceo2 2-5%；al2o3 1-1.5%；mgo 2.7-5%；nao20-20%；k2o 9%-13.1%，各组分的质量百分含量之和为100%；
4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩玉，曹振博，张梅伦，杨胜赟，王可，李少华，王乔，张洋，周游，贾金升，洪升，
申请(专利权)人：中建材光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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