專利名稱：一種鋇玻璃材料及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃，特別是鋇玻璃。
背景技術(shù)：
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、原子能和放射醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中需要一種既具優(yōu)良的X、Y—射線 屏蔽功能，又具有良好的透光性能的特種塑料。自70年代末以來，有機(jī)鉛玻璃得到了廣泛 的研究和應(yīng)用。但目前為止有機(jī)鉛玻璃仍存在著表面硬度低、抗劃痕能力差、表面易起毛等 缺點(diǎn)。高硬度的有機(jī)鋇高分子材料已有報(bào)導(dǎo)，但對(duì)甲基丙烯酸鋇的合成方法，聚合工藝條件 及性能的研究還不充分，合成甲基丙烯酸鋇含量在8%以上的有機(jī)鋇玻璃，尚有一定困難， 甲基丙烯酸鋇含量過高會(huì)使板材失去透明性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述不足問題，提供一種鋇玻璃材料，配方合理，X、Y—射 線屏蔽功能優(yōu)越，兼具硬度和透明度。本發(fā)明的另一目的是提供鋇玻璃材料的制法，工藝簡(jiǎn) 單，易于操作，產(chǎn)率高。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是一種鋇玻璃材料，由下述原料按 所述重量份配制而成，SiO2 67 ；B2O3 1. 70 ；Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ； Na2O :13ο所述鋇玻璃材料制得玻璃的密度為3. 0g/cm3 ；折射率為1. 525 ；軟化點(diǎn)673°C。本發(fā)明鋇玻璃材料的制法是從加熱原料到熔制玻璃液，根據(jù)熔制過程的不同 分以下五種階段第一階段硅酸鹽形成在加熱過程中，原料SiO2 67 ；B2O3 1.70； Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ；Na2O 13 組成經(jīng)化學(xué)、物理變化后，大部分之 氣體產(chǎn)生物已發(fā)揮，此階段完成了玻璃熔解主要反應(yīng)過程，玻璃原料轉(zhuǎn)化成硅酸鹽和SiO2 組成的不透明燒結(jié)物；以及所生產(chǎn)之鈉鈣矽玻璃而言，此階段溫度在800 - 900°C完成；
第二階段玻璃之形成持續(xù)加熱后，燒結(jié)物開始熔融，原先的矽酸鹽和SiO2相互擴(kuò)散與 熔解，燒結(jié)將轉(zhuǎn)變透明的玻璃液，但玻璃液中含大量氣泡，其化學(xué)成分尚未均勻；此階段溫 度控制在1200 — 1250 0C ；
第三階段玻璃液澄清繼續(xù)加熱后，玻璃粘度進(jìn)一步降低；并釋放出玻璃液內(nèi)氣泡；此 階段溫度1400 - 1500°C，而玻璃粘度IOPa. s ；
第四階段玻璃液均化玻璃液長(zhǎng)時(shí)間處于高溫下，通過對(duì)流、擴(kuò)散等作用，其化學(xué)組成 逐漸趨于均勻，玻璃液中的節(jié)瘤與條紋由于擴(kuò)散、熔解、對(duì)流等作用而消失，化學(xué)組成與折 射率趨于一致；均化溫度控制在低于澄清溫度以下；
第五階段.玻璃液冷卻通過上述四個(gè)階段后，玻璃質(zhì)量符合了要求，將玻璃液的溫度 冷卻至200 - 300°C，使玻璃粘度達(dá)到102 - 103 Pa. S。本發(fā)明鋇玻璃材料配方合理，不采用傳統(tǒng)的甲基丙烯酸鋇為原料，玻璃的透光度 大大提高，而且具有良好的低能X射線屏蔽性能，制得鋇玻璃表面硬度高，機(jī)械強(qiáng)度大，耐溶劑和透光性能好，用途廣泛。經(jīng)以下性能測(cè)試結(jié)果充分說明本發(fā)明的有益效果
1、在Rigaku D/max—rA型χ射線衍射儀上測(cè)定試樣對(duì)60kv、IOmA銅靶χ射線和30kv、 IOmA銅靶kev射線的屏蔽性能，鋇玻璃具有良好的X射線屏蔽性，X射線屏蔽率遠(yuǎn)大于等厚 度的普通有機(jī)玻璃。2、按GB3398-82測(cè)試鋇玻璃的球壓痕硬度；按GB1043-79測(cè)試鋇玻璃的無缺口沖 擊硬度，表明鋇玻璃的無缺口沖擊強(qiáng)度和球壓痕硬度均大于有機(jī)玻璃。3、在Perkin Elmer TMA熱分析儀上測(cè)定試樣在50克負(fù)荷下230_600k范圍內(nèi)的 形變曲線，升溫速率20k/min ；在Perkin Elmer DSC — 2C表示掃描量熱儀上測(cè)定試樣的熱 性能，升溫速率20k/min ；鋇玻璃的熱變形溫度提高，且使鋇玻璃成為不溶性材料。4、在FP—3型光功率計(jì)上測(cè)定試樣的白光透過率，鋇玻璃對(duì)白光的折射率比一般 有機(jī)玻璃高。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不局限于具體實(shí)施例。實(shí)施例1
一種鋇玻璃材料，由下述原料按所述重量(Kg)配制而成，SiO2 67 ；B2O3 1. 70 ；Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ；Na2O :13。鋇玻璃材料的具體制法是從加熱原料到熔制玻璃液，根據(jù)熔制過程的不同分以 下五種階段第一階段硅酸鹽形成在加熱過程中，原料SiO2 67 ；B2O3 1. 70 ；Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ；Na2O 13組成經(jīng)化學(xué)、物理變化后，大部分之氣體產(chǎn) 生物已發(fā)揮，此階段完成了玻璃熔解主要反應(yīng)過程，玻璃原料轉(zhuǎn)化成硅酸鹽和SiO2組成的 不透明燒結(jié)物；以及所生產(chǎn)之鈉鈣矽玻璃而言，此階段溫度在800 - 900°C完成；
第二階段玻璃之形成持續(xù)加熱后，燒結(jié)物開始熔融，原先的矽酸鹽和SiO2相互擴(kuò)散與 熔解，燒結(jié)將轉(zhuǎn)變透明的玻璃液，但玻璃液中含大量氣泡，其化學(xué)成分尚未均勻；此階段溫 度控制在1200 — 1250 0C ；
第三階段玻璃液澄清繼續(xù)加熱后，玻璃粘度進(jìn)一步降低；并釋放出玻璃液內(nèi)氣泡；此 階段溫度1400 - 1500°C，而玻璃粘度IOPa. s ；
第四階段玻璃液均化玻璃液長(zhǎng)時(shí)間處于高溫下，通過對(duì)流、擴(kuò)散等作用，其化學(xué)組成 逐漸趨于均勻，玻璃液中的節(jié)瘤與條紋由于擴(kuò)散、熔解、對(duì)流等作用而消失，化學(xué)組成與折 射率趨于一致；均化溫度控制在低于澄清溫度以下；
第五階段.玻璃液冷卻通過上述四個(gè)階段后，玻璃質(zhì)量符合了要求，將玻璃液的溫度 冷卻至200 - 300°C，使玻璃粘度達(dá)到102 - 103 Pa. S。采用上述鋇玻璃材料制得玻璃的密度為3.0g/cm3 ；折射率為1.525 ；軟化點(diǎn) 673 °C。
權(quán)利要求
一種鋇玻璃材料，其特征是其由下述原料按所述重量份配制而成，SiO267；B2O31.70；Al2O31.00；CaO3；ZnO1.80；BaO8；K2O4；Na2O13。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋇玻璃材料，其特征是鋇玻璃材料制得玻璃的密度為 3. 0g/cm3 ；折射率為1. 525 ；軟化點(diǎn)6730C0
3.一種鋇玻璃材料的制法，其特征是從加熱原料到熔制玻璃液，根據(jù)熔制過程的不 同分以下五種階段 第一階段硅酸鹽形成在加熱過程中，原料SiO2 67 ；B2O3 1.70； Al2O3 1. 00 ；CaO 3 ；ZnO 1. 80 ；BaO 8 ；K2O 4 ；Na2O 13 組成經(jīng)化學(xué)、物理變化后，大部分之 氣體產(chǎn)生物已發(fā)揮，此階段完成了玻璃熔解主要反應(yīng)過程，玻璃原料轉(zhuǎn)化成硅酸鹽和SiO2 組成的不透明燒結(jié)物；以及所生產(chǎn)之鈉鈣矽玻璃而言，此階段溫度在800 - 900°C完成；第二階段玻璃之形成持續(xù)加熱后，燒結(jié)物開始熔融，原先的矽酸鹽和SiO2相互擴(kuò)散與 熔解，燒結(jié)將轉(zhuǎn)變透明的玻璃液，但玻璃液中含大量氣泡，其化學(xué)成分尚未均勻；此階段溫 度控制在1200 — 1250 0C ；第三階段玻璃液澄清繼續(xù)加熱后，玻璃粘度進(jìn)一步降低；并釋放出玻璃液內(nèi)氣泡；此 階段溫度1400 - 1500°C，而玻璃粘度IOPa. s ；第四階段玻璃液均化玻璃液長(zhǎng)時(shí)間處于高溫下，通過對(duì)流、擴(kuò)散等作用，其化學(xué)組成 逐漸趨于均勻，玻璃液中的節(jié)瘤與條紋由于擴(kuò)散、熔解、對(duì)流等作用而消失，化學(xué)組成與折 射率趨于一致；均化溫度控制在低于澄清溫度以下；第五階段.玻璃液冷卻通過上述四個(gè)階段后，玻璃質(zhì)量符合了要求，將玻璃液的溫度 冷卻至200 - 300°C，使玻璃粘度達(dá)到102 - 103 Pa. S。
全文摘要
本發(fā)明涉及玻璃，特別是鋇玻璃。一種鋇玻璃材料，其由下述原料按所述重量份配制而成，SiO267；B2O31.70；Al2O31.00；CaO3；ZnO1.80；BaO8；K2O4；Na2O13。本發(fā)明鋇玻璃材料配方合理，不采用傳統(tǒng)的甲基丙烯酸鋇為原料，玻璃的透光度大大提高，而且具有良好的低能X射線屏蔽性能，制得鋇玻璃表面硬度高，機(jī)械強(qiáng)度大，耐溶劑和透光性能好，用途廣泛。
文檔編號(hào)C03C3/093GK101985389SQ20101053256
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者田影 申請(qǐng)人:大連名遠(yuǎn)科技有限公司