無(wú)鉛晶質(zhì)玻璃及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種玻璃及其制備方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種高透光、無(wú)氣泡并且不含生物毒性的無(wú)鉛晶質(zhì)玻璃及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]截至到目前，含有鉛和砷的晶質(zhì)玻璃仍在用于裝飾、燈飾及工藝品等眾多領(lǐng)域。但這類玻璃在生產(chǎn)、加工和使用過(guò)程中都造成環(huán)境的污染和人身的侵害。早在多年前日本、歐盟就已發(fā)布禁止鉛玻璃這類產(chǎn)品的制造、加工的法令，歐盟已從2006年7月起，禁止所有常規(guī)鉛玻璃產(chǎn)品的進(jìn)口，因此采用不含鉛和砷的晶質(zhì)玻璃取代含鉛和砷的晶質(zhì)玻璃已成當(dāng)務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種無(wú)鉛晶質(zhì)玻璃，所述玻璃的重量百分比組成為:
[0005]B2O3 4.1-5.2% ；
[0006]K2O 6.1-8.1%;
[0007]MnO2 0.01-0.03% ；
[0008]PrO2 5.4-12% ；
[0009]T12 6.3-7.4% ；
[0010]In2O3 8.5-16.9% ；
[0011]ZnO 3.9-6.5% ；
[0012]Y2O3 3.7-4.2%;以及
[0013]Se2NaSbCl6 2.1-4.1%，余量為Si〇2。
[0014]優(yōu)選地，其組分還含有重量百分比為0.12-0.36%的TeO2。
[0015]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種無(wú)鉛晶質(zhì)玻璃的制備方法，包括以下步驟:
[0016]S1、在800-850 °C 下將 In2O3、B2O3 以及 K2O 進(jìn)行配料，得 A料，
[0017]S2、向A料中混合Si02、Pr02、Te02以及Se2NaSbCl6,在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1350°(:熔化1小時(shí)，得到B料；
[0018]S3、向B料中依次加入Y2O3、T12和ZnO，在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1450 °C后加入MnO2，繼續(xù)熔化3小時(shí)，得到玻璃液；
[0019]S4、將玻璃液在1150_1250°C進(jìn)行成型；
[0020]S5、成型后的玻璃在700 0C進(jìn)行退火6小時(shí)，得到成品。
[0021 ]本發(fā)明制得的玻璃中，由下面所述的原因選擇上述含量的每個(gè)成分。如下所述中，每個(gè)成分含量范圍是以重量份數(shù)來(lái)表示。
[0022]S12是作為玻璃生成體的必需成分，如果低于45%則難以獲得透明度達(dá)到90%的玻璃，且玻璃顏色深和化學(xué)穩(wěn)定性不夠。如果含量高于55 %則難以獲得折射率大于1.56的玻璃，并且該玻璃的熔化性能變壞，為了獲得具有高透過(guò)和良好均勻性的玻璃，S12的含量范圍應(yīng)選擇在45-52%為宜。
[0023]B2O3與S12相同，也是玻璃生成體的必需成分。如該成分的含量低于4%，將使熔化性能變差，難以獲得均勻玻璃。如果該成分含量超過(guò)10%，將使玻璃顏色加深和化學(xué)穩(wěn)定性變壞，尤其是難以獲得所要求的光學(xué)性質(zhì)。本發(fā)明中B2O3的含量為4.1-5.2%，此時(shí)玻璃抵抗酸液和堿液的程度最強(qiáng)。
[0024]為增加玻璃的熔化性能，加入K2O和PrO2成分，當(dāng)K2O含量超過(guò)10%，PrO2含量超過(guò)15 %則玻璃的失透傾向增大，并難以獲得所要求的光學(xué)性質(zhì)，同時(shí)為使玻璃具有良好的抗熱沖擊性，K2O和PrO2的總含量應(yīng)控制在20%以內(nèi)。
[0025]In2O3和T12成分是提高光學(xué)常數(shù)的主要氧化物，如其含量分別低于8%和5%，難以達(dá)到所要求的光學(xué)常數(shù)，如果T12含量超過(guò)10%，玻璃顏色不但加深難以達(dá)到玻璃的“白度”要求，并且容易產(chǎn)生波筋，使玻璃對(duì)光的折射或反射產(chǎn)生差異，ImO3和T12的總百分比應(yīng)控制在20%為佳。
[0026]為了提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，本發(fā)明采用3.9-6.5%的ZnO和3.7-4.2%的Y2O3成分，以使得玻璃的莫氏硬度達(dá)到7.7，并且玻璃的抗水性質(zhì)保持在I級(jí)，密度也處于較低的范圍。
[0027]為減小色散系數(shù)和提高白光透過(guò)，可加入Se2NaSbCl6成分，其含量如低于2%，則可能產(chǎn)生麻點(diǎn)或光畸變等缺陷，如含量超過(guò)5%，則難以提高所要求的光學(xué)常數(shù)，同時(shí)將使熔化特性變壞，因此其最佳含量應(yīng)控制在低于2-5%。
[0028]為了縮短玻璃退火消除應(yīng)力的時(shí)間，可選擇加入微量MnO2,但引入量不能超過(guò)
0.05%,否則玻璃將呈現(xiàn)淺紫色。
[0029]為使玻璃具有良好的澄清效果，可加入TeO2成分作為脫泡劑，對(duì)該成分引入量在
0.5%以內(nèi)即可。
[0030]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0031 ] 1、本發(fā)明是一種環(huán)保晶質(zhì)玻璃，不含有毒有害的重金屬成分，本發(fā)明生產(chǎn)的玻璃可以用于食品行業(yè)中。
[0032]2、本發(fā)明得到的晶質(zhì)玻璃具有高透過(guò)的光譜特性，更小的密度，其光學(xué)常數(shù)折射率(nd)在1.58-1.62范圍內(nèi)，色散系數(shù)(Vd)在33-46范圍內(nèi)，密度在2.3-2.7g/m3的范圍內(nèi)，并具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和工藝性能。
[0033]3、本發(fā)明提供的制備方法充分考慮了各物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分階段加熱，保證了各成分充分混合，更進(jìn)一步地降低了反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間，本工藝生產(chǎn)的玻璃澄清度更高，初性更強(qiáng)。
[0034]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0036]需要說(shuō)明的是，下述實(shí)施方案中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0037]實(shí)施例1
[0038]配方:S1245% ；B203 4.1 % ；K20 6.1% ；Μη02 0.01% ；Pr02 8% ；Ti02 6.3% ；In2O3 15.03% ；Zn06.5% ；Y203 4.2% ； Se2NaSbCl6 4.1% 以及 TeO2 0.36%o
[0039]制備工藝:S1、在800°C下將In203、B203以及K2O進(jìn)行配料，得A料，
[0040]S2、向A料中混合Si02、Pr02、Te02以及Se2NaSbCl6,在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1350°(:熔化1小時(shí)，得到B料；
[0041 ] S3、向B料中依次加入Y2O3、T12和ZnO，在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1450 °C后加入MnO2，繼續(xù)熔化3小時(shí)，得到玻璃液；
[0042] S4、將玻璃液在1150°C進(jìn)行成型；
[0043 ] S5、成型后的玻璃在700 0C進(jìn)行退火6小時(shí)，得到成品。
[0044]對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)，其光學(xué)常數(shù)折射率(nd)為1.58，色散系數(shù)(Vd)為33，密度為2.3g/m3，該玻璃具有良好的耐酸堿性能。
[0045]實(shí)施例2
[0046]配方:S1252% ；B2035.2% ；K20 8.1% ；Μη02 0.03% ；Pr02 5.4% ；Ti02 7.4% ；In2O3 12.05% ；ZnO 3.9% ；Y203 3.7% ； Se2NaSbCl6 2.1% 以及 TeO2 0.12%o
[0047]制備工藝:S1、在850°C下將In203、B203以及K2O進(jìn)行配料，得A料，
[0048]S2、向A料中混合Si02、Pr02、Te02以及Se2NaSbCl6,在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1350°(:熔化1小時(shí)，得到B料；
[0049]S3、向B料中依次加入Y2O3J12和ZnO，在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1450°(:后加入11102，繼續(xù)熔化3小時(shí)，得到玻璃液；
[0050]S4、將玻璃液在1250Γ進(jìn)行成型；
[0051 ] S5、成型后的玻璃在700 0C進(jìn)行退火6小時(shí)，得到成品。
[0052]對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)，其光學(xué)常數(shù)折射率(nd)為1.62，色散系數(shù)(Vd)為46，密度為2.7g/m3，該玻璃具有良好的耐酸堿性能。
[0053]實(shí)施例3
[0054]配方:S1248.41 % ；B203 4.6% ；K20 7.9% ；Μη02 0.02% ；Pr02 12% ；Ti026.6% ； In2O3 8.5% ；ZnO 5.5% ；Y203 3.9% ; Se2NaSbCl62.4% 以及 TeO2 0.17%o
[0055]制備工藝:S1、在820°C下將In203、B203以及K2O進(jìn)行配料，得A料，
[0056]S2、向A料中混合Si02、Pr02、Te02以及Se2NaSbCl6,在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1350°(:熔化1小時(shí)，得到B料；
[0057]S3、向B料中依次加入Y2O3、T12和ZnO，在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1450 °C后加入MnO2，繼續(xù)熔化3小時(shí)，得到玻璃液；
[0058]S4、將玻璃液在1180Γ進(jìn)行成型；
[0059 ] S5、成型后的玻璃在700 0C進(jìn)行退火6小時(shí)，得到成品。
[0060]對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)，其光學(xué)常數(shù)折射率(nd)為1.6，色散系數(shù)(Vd)為40，密度為2.5g/m3，該玻璃具有良好的耐酸堿性能。
[0061 ] 實(shí)施例4
[0062]配方:S12 47.28% ；B203 4.9% ；K20 7.1 % ；Μη02 0.03% ；Pr02 5.4% ；Ti026.8% ； In2O3 16.9% ；ZnO 4% ；Y203 3.9% ； Se2NaSbCl6 3.5% 以及 TeO2 0.19%o
[0063]制備工藝:S1、在800-850°C下將Ιη203、Β203以及K2O進(jìn)行配料，得A料，
[0064]S2、向A料中混合Si02、Pr02、Te02以及Se2NaSbCl6,在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1350°(:熔化1小時(shí)，得到B料；
[0065]S3、向B料中依次加入Y2O3、T12和ZnO，在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1450 °C后加入MnO2，繼續(xù)熔化3小時(shí)，得到玻璃液；
[0066]S4、將玻璃液在1200°C進(jìn)行成型；
[0067]S5、成型后的玻璃在700 0C進(jìn)行退火6小時(shí)，得到成品。
[0068]對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)，其光學(xué)常數(shù)折射率(nd)為1.61，色散系數(shù)(Vd)為39，密度為2.5g/m3，該玻璃具有良好的耐酸堿性能。
[0069]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)鉛晶質(zhì)玻璃，其特征在于，所述玻璃的重量百分比組成為: B2O3 4.1-5.2% ； K2O 6.1-8.1%; MnO2 0.3-0.6% ； PrO2 5.4-12% ； T12 6.3-7.4% ； In2O3 8.5-16.9% ； ZnO 3.9-6.5% ； Y2O3 3.7-4.2%;以及 Se2NaSbCl6 2.1-4.1%，余量為Si02。2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛晶質(zhì)玻璃，其特征在于，其組分還含有重量百分比為0.12-0.36% 的 TeO2。3.如權(quán)利要求2所述的無(wú)鉛晶質(zhì)玻璃的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: S1、在800-8500C下將In2O3、B2O3以及K2O進(jìn)行配料，得A料， S2、向A料中混合Si02、Pr02、Te02以及Se2NaSbCl6,在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1350°(:熔化1小時(shí)，得到B料； S3、向B料中依次加入Y2O3、T12和ZnO，在0.5小時(shí)內(nèi)升溫至1450°C后加入MnO2，繼續(xù)熔化3小時(shí)，得到玻璃液； S4、將玻璃液在1150-1250°C進(jìn)行成型； S5、成型后的玻璃在7000C進(jìn)行退火6小時(shí)，得到成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)鉛晶質(zhì)玻璃及其制備方法，其組分范圍按氧化物的重量百分比計(jì)含有：SiO2？45-52％；B2O3？4.1-5.2％；K2O？6.1-8.1％；MnO2？0.3-0.6％；PrO？25.4-12％；TiO2？6.3-7.4％；In2O3？8.5-16.9％；ZnO？3.9-6.5％；Y2O3？3.7-4.2％；以及Se2NaSbCl6？2.1-4.1％。本發(fā)明具有光學(xué)常數(shù)折射率(nd)在1.58-1.62范圍內(nèi)，色散系數(shù)(vd)在33-46范圍內(nèi)，密度在2.3-2.7g/m3的范圍內(nèi)，并具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和工藝性能。
【IPC分類】C03C1/00, C03B5/16, C03C3/11
【公開(kāi)號(hào)】CN105621884
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510995281
【發(fā)明人】于田榮, 于田觀, 于偉明
【申請(qǐng)人】北海鴻旺電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月26日