玻璃组合物制造技术

本发明专利技术提供一种不含TiO2、透光率性能优异的空间用玻璃组合物。玻璃组合物，其组分按重量百分比含有：SiO2?55-75%、B2O3?1-7.5%、Al2O3?1-7%、Na2O14.5-20%、SrO?0.1-3%、ZnO?0.1-3%、CeO22-7%，白光平均透射比≥90%。本发明专利技术由于合理安排组成成分及其含量，使组分中不含有TiO2，玻璃的白光平均透射比≥90%，有效提高玻璃透光性能，能够有效延长玻璃使用寿命。同时，本发明专利技术玻璃的密度为2.15-2.56g/cm3,折射率为1.51-1.53，线膨胀系数α≤90×10-7/℃，抗辐照性能≤0.8%。

【技术实现步骤摘要】
玻璃组合物
本专利技术涉及一种玻璃组合物，特别是涉及一种空间用抗辐照玻璃组合物。
技术介绍
近年来，全球的航天事业取得了前所未有的进步，发射成功的卫星在通讯、气象、军事等领域发挥着重要的作用。航天卫星能够在太空中工作，太阳能电池阵发挥着重要作用，它是卫星工作能源的唯一来源。它将太阳光转换成电能给卫星上负载供电，同时为阴影时间工作的储能蓄电池组充电。在地球的空间存在着许多的宇宙射线、太阳辐射以及地球自身的辐射。不论是低地球轨道还是高轨道的卫星，对于直接暴露在外层空间的太阳能电池阵来说，空间带电粒子的辐射都是存在的。空间飞行器在运行时，空间粒子及射线会侵害供给能源的太阳能电池阵，使其被击穿，造成短路而失效。为了保护太阳能电池，通常会在太阳能电池上加盖玻璃盖板。普通的无色玻璃虽然不会改变其可见光透过性能，但玻璃在空间中同样会受到高能粒子或射线的辐射，而这类玻璃在遭受各种高能粒子或射线辐射之后，透过率会下降。透过率的下降，将直接导致太阳能电池的供电不足，从而使航天器失去可靠的电源供应。为了实现航天安全，需要一种能有效地保护太阳能电池免受空间粒子轰击的玻璃，延长太阳能电池的使用寿命，不降低或轻微降低可见光透过率，使航天器得到可靠地电源供应。US4746634公开了一种空间用特种玻璃，但由于其组分中含有TiO2，使得玻璃易着色，降低了可见光的透过率，玻璃的使用寿命较短。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种不含TiO2、透光率性能优异的空间用玻璃组合物。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案为:玻璃组合物，其组分按重量百分比含有=SiO2 55-75%、B2O3 1-7.5%、Al2O3 1-7%, Na2O 14.5-20%, SrO 0.1-3%, ZnO 0.1-3%, CeO22-7%，白光平均透射比> 90%。进一步的，其组分按重量百分比组成为:SiO2 55-75%、B2O3 1-7.5%, Al2O3 1_7%、Na2O 14.5-20%、SrO 0.1-3%, ZnO 0.1-3%, CeO2 2-7%, Sb2O3 0_1%。进一步的，其中=SiO267-72%。进一步的，其中=B2O33.2-7%。进一步的，其中:ZnO0.5-2%。进一步的，其中:Na2014.5-18%。进一步的，其中:SrO1.2-2%。进一步的，所述玻璃密度为2.51-2.56g/cm3,折射率为1.51-1.53，线膨胀系数α≤90 X IO^V0C，抗辐照性能≤0.8%。玻璃组合物，其组分按重量百分比组成为:SiO2 55-75%,B2O3 1_7.5%、Al2O3 1-7%,Na2O 14.5-20%、SrO 0.1-3%, ZnO 0.1-3%, CeO2 2-7%, Sb2O3 0_1%。进一步的，其中=SiO267-72%。进一步的，其中=B2O33.2-7%。进一步的，其中:ZnO0.5-2%。进一步的，其中:Na2014.5-18%。进一步的，其中:SrO1.2-2%。进一步的，其中=Al2O31.4-5.5%。进一步的，其中=Na2O15-17.4%。进一步的，其中=CeO22.7-6.7%。进一步的，其中:Si02+Al20356-82%。采用上述玻璃组合物制成的空间用抗辐照玻璃。 本专利技术的有益效果是:本专利技术由于合理安排组成成分及其含量，使组分中不含有TiO2,玻璃的白光平均透射比(T) > 90%,有效提高玻璃透光性能，能够有效延长玻璃使用寿命。同时，本专利技术玻璃的密度(P)为2.15-2.56g/cm3，折射率(nd)为1.51-1.53，线膨胀系数a ( 90X10-7/°C (20-120°C的平均值)，抗辐照性能(S) ( 0.8%。【具体实施方式】下面将描述本专利技术光学玻璃的各个组分，除非另有说明，各个组分含量都采用重量百分比表示。SiO2是形成玻璃的网络生成体氧化物，可以增大玻璃的高温粘度，提高玻璃的耐失透性能。当其含量低于55%时，效果不充分；而当其含量高于75%时，玻璃的熔融性变差，气泡难以消除。因此，SiO2的含量限定为55-75%，更优选含量为67-72%。B2O3也是玻璃网络生成体氧化物，同时也是提高玻璃熔融性和降低玻璃粘度的必要成分，可以在玻璃熔融时作为溶剂。但如果含量太高，透过率会降低，使太阳能电池的效率降低，且在熔融时从玻璃表面的挥发会显著增多，容易产生玻璃缺陷。因此其含量限定为1-7.5%,更优选为 3.2-7%οAl2O3可以改善玻璃化学稳定性、降低玻璃析晶倾向以及提高玻璃硬度和机械性能，若Al2O3含量在1%以下，化学稳定性不好，达不到机械强度要求；但当其超过7%时，玻璃粘度增加，耐失透性能恶化。因此，Al2O3的含量为1_7%，更优选为1.4-5.5%。专利技术人发现通过调整SiOjP Al2O3的合计量，还可以有效提高玻璃的机械性能；若SiO2和Al2O3合计量达不到56%，则达不到效果，若两者合计量超过82%，玻璃熔融性能变差；优选二者合计范围为60-78%，更优选为65-75%。ZnO可以降低玻璃的析晶倾向，还可以降低玻璃的高温粘度和膨胀系数，改善玻璃的光泽，但当其含量超过3%时，耐失透性变差，因此ZnO优选含量为0.1-3%，更优选为0.5-2%。Na2O可以降低玻璃转变温度，提高玻璃的熔化性能和调整光学常数，同时具有提高玻璃透明度、增加玻璃透光率的作用。当其含量低于14.5%时，上述效果不明显，但当其含量超过20%时，会增加玻璃的析晶倾向，化学稳定性变差，所以Na2O的含量优选为14.5-20%，更优选为 14.5-18%，最优选为 15-17.4%。CeO2的引入使玻璃具有耐辐射的性能，是抗辐照玻璃必不可少的组分，因此CeO2的优选含量为2-7%，更优选为2.7-6.7%。SrO可以提高玻璃的化学稳定性以及玻璃的均质性，同时抑制玻璃析晶，SrO的优选含量为0.1-3%，更优选为1.2-2%。可选地，在玻璃熔融过程中可以加入Sb2O3作为玻璃的澄清剂，含量一般为0_1%，含量过高则极大地损坏钼金器皿；含量过低起不到澄清的作用。下面描述本专利技术玻璃组合物的性能。线膨胀系数的测试方法:将试样置于加热电炉中，测出试样升高1°C时的相对伸长率称为该试样玻璃的线膨胀系数。平均线膨胀系数α用下式(I)表示:a = (Lt-L0) / [L0 X (t_t0) ].........(I)式中:Lq............试样在温度tQ=20°C时的长度，mm ；Lt............试样被加热到温度t时的长度，mm。膨胀仪测定准确 度1.5% ;温度控制准确度±4% ;游标卡尺准确度不低于0.02mm。测试步骤为:测量试样在20°C时的长度Ltl;再按照仪器升温要求由20°C升至120°C，然后测出这时的试样长度Lt;测出每个试样的α值，然后计算出算术平均值。试样应无气泡、条纹、结石，试样尺寸按仪器的要求制备，试样不少于两个。密度的测试方法:原理:设物体在空气中的重量为G，物体在水中称得重量为G1，则依据下式求出玻璃的密度(P ):P =G/ (G-G1).....................(2)仪器设备:分析天平一台，感重0本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻璃组合物，其特征在于，其组分按重量百分比含有：SiO2?55?75%、B2O3?1?7.5%、Al2O3?1?7%、Na2O?14.5?20%、SrO?0.1?3%、ZnO?0.1?3%、CeO2?2?7%，白光平均透射比≥90%。

【技术特征摘要】
1.玻璃组合物，其特征在于，其组分按重量百分比含有=SiO255-75%、B2O3 1-7.5%,Al2O3 1-7%、Na2O 14.5-20%, SrO 0.1-3%, ZnO 0.1-3%, CeO2 2_7%，白光平均透射比≥ 90%。2.如权利要求1所述的玻璃组合物，其特征在于，其组分按重量百分比组成为=SiO255-75%、B2O3 1-7.5%、Al2O3 1-7%, Na2O 14.5-20%, SrO 0.1-3%, ZnO 0.1-3%, CeO2 2-7%,Sb2O3 0-1%。3.如权利要求1或2所述的玻璃组合物，其特征在于，其中:Si026 7-72%。4.如权利要求1或2所述的玻璃组合物，其特征在于，其中=B2O33.2-7%。5.如权利要求1或2所述的玻璃组合物，其特征在于，其中:ZnO0.5-2%。6.如权利要求1或2所述的玻璃组合物，其特征在于，其中:Na2014.5-18%。7.如权利要求1或2所述的玻璃组合物，其特征在于，其中:SrO1.2-2%。8.如权利要求1或2所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃密度为2.51-2.56g/cm3,折射率为1.51-1.53，线膨胀系数α ( 90 X 10_7...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，
申请(专利权)人：成都光明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：