專利名稱：能吸收紫外線的透明石英玻璃及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石英玻璃材料及其用途，特別是能吸收紫外線的透明石英玻璃材料及其用途。
現(xiàn)有技術(shù)中，美國通用電氣公司在中國的申請(qǐng)?zhí)枮?3106714.6的專利申請(qǐng)，為一種至少含二氧化硅96％的透明、光透射材料，它包含鈰氧化物、銪氧化物和鈦氧化物；其存在的缺點(diǎn)是產(chǎn)品只能吸收紫外線，不能吸收紅色光譜。許多以加熱鎢絲發(fā)光的光源，其發(fā)射光譜中紅色光譜偏多，顏色發(fā)黃、發(fā)紅，給人的視覺帶來不適。
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種既能吸收紫外線又能吸收紅色光譜的透明石英玻璃及其用途。該透明石英玻璃中既含有能吸收紫外線的材料，又含有能吸收紅色光譜的材料。
本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案來達(dá)到，本發(fā)明是一種含二氧化硅95-99％的透明石英玻璃，其特點(diǎn)是它包含二氧化硅、鈰氧化物、釹氧化物和鋁氧化物。石英玻璃中摻入鈰的氧化物可吸收190-320納米波段紫外線輻射；摻入釹的氧化物可吸收560-620納米波段的紅色光譜；摻入鋁的氧化物可提高石英玻璃中稀土氧化物的溶解度，提高稀土氧化物將紫外光譜轉(zhuǎn)化為可見光的效率。提高產(chǎn)品的熒光效果。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方案進(jìn)一步達(dá)到。前述的透明石英玻璃，其特點(diǎn)是各成份占重量比為二氧化硅含量 95～110份鈰氧化物的氧化鈰含量 0.5～1.2份釹氧化物的氧化釹含量 0.5～2.5份鋁氧化物的氧化鋁含量 0.1～1.0份。
采用上述配比，可使石英玻璃對(duì)190-320納米波段的紫外線透過率不大于15％，對(duì)560-620納米波段的紅色光譜吸收率達(dá)到20-80％。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方案來進(jìn)一步達(dá)到。前述的透明石英玻璃，其特點(diǎn)是它還包含銪氧化物；銪氧化物的氧化銪含量為0.001～0.1份。銪的氧化物也可吸收紫外線輻射，部分代替鈰的氧化物，用于改善石英玻璃的析晶性能，還可將石英管的顏色調(diào)黃；也可對(duì)其他稀土氧化物起到助熔的效果；同時(shí)提高了石英玻璃的耐高溫性能。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方案來進(jìn)一步達(dá)到。前述的透明石英玻璃，其特點(diǎn)是它還包含鈦二氧化物；鈦二氧化物的二氧化鈦含量為0.001～0.1份。鈦的二氧化物可以使石英玻璃對(duì)紫外光譜的190-250納米段的吸收率得以提高，可將石英管的顏色調(diào)成紫藍(lán)色。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方案來進(jìn)一步達(dá)到。前述的透明石英玻璃，其特點(diǎn)是它還包含鋇氧化物；鋇氧化物的氧化鋇含量為0.001～0.5份。摻入鋇的氧化物可對(duì)石英玻璃助熔，減少氣泡。
本發(fā)明的另一目的通過以下方案來達(dá)到。其前述的透明石英玻璃的用途，其特點(diǎn)是該透明石英玻璃的用途是用于制做鹵素白熾燈的玻殼材料?？蓪⒐庑岣?0-30％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅能將對(duì)人體有害的紫外線吸收并轉(zhuǎn)化為有益的可見光，還能將可見光中的紅色光譜吸收，改善光色，增強(qiáng)光效。用于制做鹵鎢燈和金屬鹵化物燈的玻殼材料，是一種新的綠色環(huán)保型燈用玻殼材料。本發(fā)明的石英玻璃吸收20-80％的紅色光譜，對(duì)于許多以加熱鎢絲發(fā)光的光源，將其發(fā)射光譜中紅色光譜吸收，使其接近于日光光色。消除了人眼睛對(duì)這類光源紅黃光色的不適感。將燈的光效提高20-30％。另外，本發(fā)明透明石英玻璃的成份在生產(chǎn)階段對(duì)生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性強(qiáng)，既能在還原氣氛中熔融生產(chǎn)，又能在氧化氣氛中熔融生產(chǎn)。在還原氣氛中生產(chǎn)的透明石英玻璃中的羥基，是可以在900-1100度高溫條件下脫出的。
圖1為本發(fā)明的能吸收紫外線的透明石英玻璃對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線與原有能吸收紫外線的透明石英玻璃對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線的對(duì)比圖。
圖2為圖1中各透明石英玻璃對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線的表示方式的說明。
圖1中，縱坐標(biāo)為透光率，橫座標(biāo)為光譜波長。其中，a線為原有能吸收紫外線的透明石英玻璃對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線；b線、c線為本發(fā)明摻入含鈰氧化物、釹氧化物和鋁氧化物的能吸收紫外線的透明石英玻璃對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線；d線為摻入含鈰氧化物、釹氧化物和鋁氧化物同時(shí)摻入銪的氧化物、含鈦二氧化物、鋇的氧化物的能吸收紫外線的透明石英玻璃對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線。
實(shí)施例一下面的實(shí)施例進(jìn)一步描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例是以二氧化硅、碳酸鈰、氧化釹、硝酸鋁為配料經(jīng)高溫熔制成透明石英玻璃管。在透明石英玻璃管中二氧化硅含量90份鈰氧化物的氧化鈰含量0.4份釹氧化物的氧化釹含量0.4份鋁氧化物的氧化鋁含量0.09份。
該透明石英玻璃管對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線為圖1中b線所示，其紫外線的透過率為20.2％，紅色光譜吸收率為14.9％。顏色為淺紫色。
實(shí)施例二下面的實(shí)施例進(jìn)一步描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例是以二氧化硅、碳酸鈰、氧化釹、硝酸鋁為配料經(jīng)高溫熔制成透明石英玻璃管。在透明石英玻璃管中二氧化硅含量110份鈰氧化物的氧化鈰含量0.5份釹氧化物的氧化釹含量0.5份鋁氧化物的氧化鋁含量0.1份。
該透明石英玻璃管對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線為圖1中c線所示，其紫外線的透過率為13.7％，紅色光譜吸收率為23％。顏色為淺紫色，用于普通的鹵素白熾燈。
實(shí)施例三下面的實(shí)施例進(jìn)一步描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例是以二氧化硅、碳酸鈰、氧化釹、硝酸鋁為配料經(jīng)高溫熔制成透明石英玻璃管。在透明石英玻璃管中二氧化硅含量 95份鈰氧化物的氧化鈰含量 1.2份釹氧化物的氧化釹含量 2.5份鋁氧化物的氧化鋁含量 1.0份。
該透明石英玻璃管對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線為圖1中e線所示，其紫外線的透過率為2％，紅色光譜吸收率為79.9％。顏色為重紫色，用于普通的鹵素白熾燈。
實(shí)施例四下面的實(shí)施例進(jìn)一步描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例是以二氧化硅、硝酸鈰、氧化釹、硝酸鋁為配料經(jīng)高溫熔制成透明石英玻璃管。在透明石英玻璃管中二氧化硅含量 95份鈰氧化物的氧化鈰含量 1.2份釹氧化物的氧化釹含量 4.0份鋁氧化物的氧化鋁含量 1.0份。
該透明石英玻璃管對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線為圖1中e線所示，其紫外線的透過率為2％，紅色光譜吸收率為79.9％。顏色為重紫色，用于普通的鹵素白熾燈。
實(shí)施例五下面的實(shí)施例進(jìn)一步描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例是以二氧化硅、硝酸鈰、氧化釹、氯化鋁、氧化銪、四氯化鈦、碳酸鋇為配料經(jīng)高溫熔制成透明石英玻璃管。在透明石英玻璃管中二氧化硅含量 105份鈰氧化物的氧化鈰含量 0.8份釹氧化物的氧化釹含量 1.2份
鋁氧化物的氧化鋁含量 0.1份銪氧化物的氧化銪含量 0.05份鈦二氧化物的二氧化鈦含量 0.1份鋇氧化物的氧化鋇含量 0.5份。
該透明石英玻璃管對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線為圖1中d線所示，其紫外線的透過率為0.5％，紅色光譜吸收率為55％。顏色為藍(lán)紫色，用于需耐高溫的鹵素白熾燈。
實(shí)施例六下面的實(shí)施例進(jìn)一步描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例是以二氧化硅、草酸鈰、氧化釹、氯化鋁、氧化銪、二氧化鈦為配料經(jīng)高溫熔制成透明石英玻璃管。在透明石英玻璃管中二氧化硅含量110份鈰氧化物的氧化鈰含量1.0份釹氧化物的氧化釹含量1.1份鋁氧化物的氧化鋁含量0.5份銪氧化物的氧化銪含量0.1份鈦二氧化物的二氧化鈦含量0.001份。
該透明石英玻璃管對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線為圖1中d線所示，其紫外線的透過率為0.5％，紅色光譜吸收率為55％。顏色為藍(lán)紫色，用于需耐高溫的鹵素白熾燈。
實(shí)施例七下面的實(shí)施例進(jìn)一步描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例是以二氧化硅、草酸鈰、氧化釹、氯化鋁、四氯化鈦、碳酸鋇為配料經(jīng)高溫熔制成透明石英玻璃管。在透明石英玻璃管中二氧化硅含量 110份鈰氧化物的氧化鈰含量 0.8份釹氧化物的氧化釹含量 1.3份鋁氧化物的氧化鋁含量 0.8份鈦二氧化物的二氧化鈦含量 0.05份鋇氧化物的氧化鋇含量 0.001份。
該透明石英玻璃管對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線為圖1中d線所示，其紫外線的透過率為0.5％，紅色光譜吸收率為55％。顏色為紫藍(lán)色。用于普通的鹵素白熾燈。
實(shí)施例八下面的實(shí)施例進(jìn)一步描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例是以二氧化硅、草酸鈰、氧化釹、氯化鋁、氧化銪為配料經(jīng)高溫熔制成透明石英玻璃管。在透明石英玻璃管中二氧化硅含量100份鈰氧化物的氧化鈰含量1.0份釹氧化物的氧化釹含量1.4份鋁氧化物的氧化鋁含量0.6份銪氧化物的氧化銪含量0.001份。
該透明石英玻璃管對(duì)紫外、可見光的透光光譜曲線為圖1中d線所示，其紫外線的透過率為0.4％，紅色光譜吸收率為56％。顏色為紫藍(lán)色。用于普通的鹵素白熾燈。
權(quán)利要求
1.一種含二氧化硅95-99％的透明石英玻璃，其特征在于它包含二氧化硅、鈰氧化物、釹氧化物和鋁氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明石英玻璃，其特征在于各成份占重量比為二氧化硅含量 95～110份鈰氧化物的氧化鈰含量 0.5～1.2份釹氧化物的氧化釹含量 0.5～2.5份鋁氧化物的氧化鋁含量 0.1～1.0份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明石英玻璃，其特征在于它還包含銪氧化物；銪氧化物的氧化銪含量為0.001～0.1份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明石英玻璃，其特征在于它還包含鈦二氧化物；鈦二氧化物的二氧化鈦含量為0.001～0.1份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明石英玻璃，其特征在于它還包含鋇氧化物；鋇氧化物的氧化鋇含量為0.001～0.5份。
6.權(quán)利要求1所述的透明石英玻璃的用途，其特征在于該透明石英玻璃的用途是用于制做鹵素白熾燈的玻殼材料。
全文摘要
一種含二氧化硅95%—99%的透明石英玻璃及其用途,它包含二氧化硅、鈰氧化物、釹氧化物和鋁氧化物。不僅能將對(duì)人體有害的紫外線吸收并轉(zhuǎn)化為有益的可見光,還能將可見光中的紅色光譜吸收,改善光色,增強(qiáng)光效。用于制做鹵鎢燈和金屬鹵化物燈的玻殼材料。使加熱鎢絲發(fā)光的光源,接近于日光光色。是一種新的綠色環(huán)保型燈用玻殼材料。將燈的光效提高20%—30%。其成分對(duì)生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性強(qiáng),能在還原氣氛中熔融生產(chǎn)。脫羥基比較容易。
文檔編號(hào)C03C3/06GK1249279SQ9911444
公開日2000年4月5日 申請(qǐng)日期1999年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月16日
發(fā)明者金小寧 申請(qǐng)人:金小寧