【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及玻璃，尤其涉及一种抗高温高压、化学稳定性高的视窗玻璃及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着石油化工、电力电气、航空航天和深海勘探等特定领域的技术发展，视窗玻璃的应用环境变得愈加苛刻。现有的视窗玻璃普遍耐压和耐温性能不佳，而上述领域需要视窗玻璃满足更高的应用指标，因此市面上绝大多数的视窗玻璃的性能难以满足抗高温高压的使用需求。与此同时，恶劣环境对视窗玻璃的耐腐蚀性提出了更高的要求，与抗高温高压指标并列的，视窗玻璃还需具备化学稳定性高的性质。
2、公开号为cn110372204a的中国专利技术专利公开了一种抗高温高压视窗玻璃及其制备方法和应用。该视窗玻璃包括以下重量百分含量的组分：sio2：35％～50％；al2o3：10％～15％；b2o3：1％～4％；r’o：7％～13％；zro2：6％～10％；hfo2：2％～6％；la2o3：6％～10％；y2o3：15％～20％；sb2o3：0.5％～1％；上述各组分的重量百分含量之和为100％；r’为碱土金属；按比例称取组分，混合均匀后进行熔化，玻璃液经鼓泡、机械搅拌、电极加热使其澄清和均化，经成形和退火后即可。该专利技术解决了现有技术中视窗玻璃的抗高温高压和光学均匀性难以控制的问题，实现了高光学均匀性且同时具有较高的使用温度和压力的视窗玻璃制备。然而该视窗玻璃一般最高使用温度为700℃，即使在钢化后的最高使用温度仅提升至720℃～782℃，难以满足更高的使用要求。
3、公开号为cn102092938a的中国专利技术专利则提供了一种液面计的液位观察
4、因此，提供一种满足更高使用性能指标的视窗玻璃具有重要意义及应用前景。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，在本专利技术的第一方面，提供了一种抗高温高压、化学稳定性高的视窗玻璃，以质量百分比计，包括如下含量的组分：
2、sio2：22％～34％；
3、al2o3：20％～35％；
4、y2o3：20％～25％；
5、la2o3：20％～25％；
6、zro2：3％～5％；
7、sb2o3：0.1％～0.3％；
8、tio2：0～2％；
9、hfo2：0～1％；
10、b2o3：0～2.5％；
11、ro：0～3％；
12、上述各组分质量百分比之和为100％；ro代表碱土氧化物。
13、优选的，所述碱土氧化物包括mgo、cao、bao、sro中的至少一种。
14、优选的，所述的sio2的含量为22％～24％；tio2的含量为1％～2％；y2o3的含量为22％～25％。
15、优选的，所述视窗玻璃的热学性能指标如下：玻璃化转变温度(tg)为835～900℃；弛垂温度(ts)为1024～1100℃；膨胀系数为45～59·10-7/k。
16、优选的，所述视窗玻璃的机械性能指标如下：克氏硬度(hk)为630～700·107pa；弹性模量为120～160gpa；剪切模量为46～60gpa。
17、优选的，所述视窗玻璃由粉末法确定的化学性能指标如下：耐水性(dw)1级；耐酸性(da)1级。
18、优选的，所述视窗玻璃的玻璃析晶上限温度范围为1350～1420℃。
19、优选的，所述视窗玻璃的可见光外透过率≥88％。
20、本专利技术组分的视窗玻璃具有良好的加工性，无需复杂的制备工艺，可以通过行业中普遍适用的连熔生产线加工而成。基于本专利技术视窗玻璃的玻璃析晶上限温度范围，其加工适合铂金漏注成型或单坩埚浇注成型。
21、在本专利技术的第二方面，提供了一种工艺简单、加工适用性广的本专利技术第一方面的视窗玻璃的制备方法，采用连熔工艺，通过将各原料组分混合后经连熔生产线加工成型制得。
22、优选的，在所述加工成型完成后，可通过物理钢化对视窗玻璃进行钢化处理。
23、在本专利技术的第三方面，提供了本专利技术第一方面的视窗玻璃或第二方面的方法制备的视窗玻璃的应用，具体是作为玻璃材料在石油化工、电力电气、航空航天和深海勘探中的应用。
24、基于以上技术方案，出于性能和生产的考量，本专利技术的设计构思和原理如下：
25、sio2作为玻璃生成体，是玻璃必要成分之一，在优化条件下将其设计含量控制在22％～24％，这是因为低于22％时，玻璃析晶性能增强，不利于玻璃生成；由于sio2的弹性模量为6.2～7.3·10-7kg/cm2，高于24％时则不利于视窗玻璃抗弯曲性能的提高。
26、al2o3做为玻璃网络形成体，设计含量控制为20％～35％。al2o3的弹性模量为11kg/cm2，其含量低于20％，不利于玻璃机械性能(例如硬度、弹性模量与剪切模量等)的提高，同时也不利用析晶性能与成型温度控制；al2o3的熔点高，其含量高于35％时将会对玻璃熔化造成困难，不利于加工。
27、y2o3是提高玻璃化学稳定性能和耐高温必要成分之一，本专利技术中设计含量为20～25％。低于20％时，玻璃化学稳定性与耐高温性能会降低；而高于25％将导致玻璃析晶性能降低。
28、la2o3是和y2o3具有同样提高玻璃化学稳定性和耐高温性能的成分，二者配合使用，之间具备与混合碱效应类似的混合稀土元素效应，有利于提高玻璃机械强度和耐高温性能，因此本专利技术设计的含量为20％～25％。其含量低于20％时候玻璃化学稳定性会降低；而高于25％同样会导致玻璃析晶性能降低。
29、zro2在本专利技术中作为降低膨胀系数，提高化学稳定性的必要成分，其含量设计为3～5％。这是由于含量低于3％时，化学稳定性得不到体现；高于5％则难于熔化，并且生产中会导致玻璃析晶性能变差。
30、tio2是本专利技术降低玻璃膨胀系数，提高机械强度与玻璃耐高温性能的成分之一，其设计含量不高于2％，优选含量为1％～2％。tio2弹性模量为13～19kg/cm2，低于1％将难于实现提高机械强度作用；高于2％会导致玻璃呈现为黄色，影响玻璃可见光外透过率。
31、hfo2的弹性模量为20kg/cm2，在不高于1％的设计含量下有助于提高玻璃机械强高度的作用。高于1％时，由于hfo2熔点为2758℃，并且密度大(9.68g/cm3)，不易混料均匀和熔化，会降低生产的加工性。
32、b2o3作为玻璃生成体之一，有助熔、增加玻璃低波段透过率性能，本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种视窗玻璃，其特征在于，以质量百分比计，包括如下含量的组分：
2.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于：所述碱土氧化物包括MgO、CaO、BaO、SrO中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于：以质量百分比计，所述的SiO2的含量为22％～24％；TiO2的含量为1％～2％；Y2O3的含量为22％～25％。
4.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于，所述视窗玻璃的热学性能指标如下：玻璃化转变温度为835～900℃；弛垂温度为1024～1100℃；膨胀系数为45～59·10-7/K。
5.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于，克氏硬度为630～700·107Pa；弹性模量为120～160GPa；剪切模量为46～60GPa。
6.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于，所述视窗玻璃由粉末法确定的化学性能指标如下：耐水性1级；耐酸性1级。
7.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于：所述视窗玻璃的玻璃析晶上限温度范围为1350～1420℃。
8.根据权利要求1所
9.一种如权利要求1～8任一项所述的视窗玻璃的制备方法，采用连熔工艺，其特征在于：通过将各原料组分混合后经连熔生产线加工成型制得。
10.一种如权利要求1～8任一项所述的视窗玻璃或如权利要求9所述方法制备的视窗玻璃的应用，其特征在于：作为玻璃材料在石油化工、电力电气、航空航天和深海勘探中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种视窗玻璃，其特征在于，以质量百分比计，包括如下含量的组分：
2.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于：所述碱土氧化物包括mgo、cao、bao、sro中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于：以质量百分比计，所述的sio2的含量为22％～24％；tio2的含量为1％～2％；y2o3的含量为22％～25％。
4.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于，所述视窗玻璃的热学性能指标如下：玻璃化转变温度为835～900℃；弛垂温度为1024～1100℃；膨胀系数为45～59·10-7/k。
5.根据权利要求1所述的视窗玻璃，其特征在于，克氏硬度为630～700·107pa；弹性模量为120～160gpa；剪切...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨景顺，李辉，
申请(专利权)人：湖北戈碧迦光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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