连续生产光敏玻璃体的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产光敏玻璃体的方法，包括以下步骤：a.提供混合物；b.熔化所述混合物；c.将所述熔体转移到模具中；d.在所述模具中将玻璃压制成玻璃体，其中所述熔体在其转移到所述模具中时具有高于1000℃的温度，其中所述熔体以这样的方式在所述模具中冷却，即在少于15分钟的时间跨度内通过990℃到600℃的温度范围，并且其中所述玻璃包含Si4+、至少一种结晶促进剂、至少一种抗结晶剂和成核剂对，‑其中所述结晶促进剂选自Na+、K+和Li+，‑其中所述抗结晶剂选自Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+和Sb3+，‑其中所述成核剂对包含铈和选自银、金和铜的至少一种试剂，并且其中所述结晶促进剂以cat.‑％计的摩尔比例相对于Si4+的摩尔比例的比值为至少0.3且至多0.85。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连续生产光敏玻璃体的方法。该玻璃体由可光结构化的玻璃构成。
技术介绍
玻璃体的连续生产方法是本领域一般技术人员根据现有技术所知的。它们适合于通过将熔体倒入模具中而从玻璃熔体连续生产能用于不同应用的压制玻璃体。在压制工艺中，将玻璃熔体浇铸到通常由金属构成的模具中。根据模具的大小，玻璃以不同的速度冷却。该工艺可能导致结晶敏感性玻璃中的晶体形成，特别是当玻璃冷却的时间过长时，这在比较大的几何形状时尤其是一个问题。由于结晶，玻璃变得不可用。因此，连续压制方法到目前为止仅用于对结晶不是特别敏感的技术玻璃、以及特别耐结晶的光学玻璃。如上所述的玻璃生产中不想要的结晶与定向结晶之间必须加以区分，该不想要的结晶也被称为“脱玻作用(devitrification)”，而该定向结晶可以通过曝光和回火在可光结构化的玻璃中实现。事实上，这在每种情况下都是结晶工艺，但是，就出现的晶体而言，这些工艺不相同。在脱玻作用中形成碱金属二硅酸盐，而在可光结构化玻璃中的定向结晶中生成碱金属硅酸盐晶体。尽管存在所描述的引起结晶的工艺的差异，但除了可光结构性所期望的由曝光和回火诱导的晶体形成倾向之外，可光结构化玻璃还具有升高的脱玻作用倾向。可光结构化玻璃通常以显著的结晶倾向为特征，这是结构化所期望的。例如，这些玻璃含有成核剂，成核剂在玻璃体的限定区域的定向紫外照射时形成金属核。以下的反应方程式以银作为成核剂示例性地示出了这一事件。Ce3++Ag++hν→Ce4++Ag0 (方程式I)在以约320nm波长的UV光照射光敏玻璃时，三价的铈产生电子给银离子，由此生成单质银。在后续的回火步骤中，在所生成的原子银周围形成期望的晶核。对于光敏玻璃的生产者而言，调节生产后期望的可结晶性与临界结晶倾向之间的良好平衡是一个挑战，这使得生产变得复杂。例如，增加银的用量导致在熔化期间已经形成单质银。这会沉淀并可以导致银泡或银滴，由此使生产变得复杂或者甚至变得不可行。此外，由于组分铈和银在最终的玻璃中必须分别以正确的氧化态存在以便可以发生如上所述的反应(方程式I)的原因，可光结构化玻璃的生产也特别具有挑战性。当然，因为不会发生还原为金属银，所以氧化熔化过程可防止银在熔化期间沉淀。然而，在这样的情况下，铈以其四价形式存在于玻璃中，使得在暴露于紫外光时不能发生期望的反应(方程式I)。另一方面，如果为了增加三价铈的量而选择还原熔化过程，则在生产期间已经形成单质银的风险增大。未曝光的玻璃中的银核干扰通过回火而使玻璃选择性结晶，因为未曝光的区域也将结晶。而且，玻璃将不能满足透射率要求。相反，所期望的是在生产期间没有单质银形成，使得玻璃中基本上全部的银都可作为用于反应I的一价银离子。除了通常仅占玻璃的极小部分的成核剂对之外，玻璃的其余组分当然也有助于结晶敏感性。这类玻璃的开发者的注意力到目前为止已被更多地吸引至使结晶倾向增加至后续结构化所需的水平。因此，迄今为止没有考虑利用连续压制方法制造可光结构化玻璃。然而，期望能够利用连续压制方法生产玻璃。如此获得的玻璃体可以随后暴露于光并结构化。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种方法，通过该方法，可以在连续压制方法中生产可光结构化的玻璃体，与现有技术的玻璃相比，其在可结晶性和光敏性方面不会具有不良的性质。根据本专利技术，一方面通过选择以这样的方式可制造的玻璃，另一方面通过使压制方法适应于如本专利权利要求中限定的玻璃，从而实现了该目的。本专利技术的生产光敏玻璃体的方法包括以下步骤：a.提供所需玻璃的原材料的混合物，特别是在熔化容器内，b.熔化所述混合物，特别是在所述容器内，c.将熔体转移到模具中，d.在所述模具中将玻璃压制成玻璃体，其中该熔体在其转移到模具中时具有1000℃以上的温度，其中该熔体以这样的方式在该模具中冷却，即在少于15分钟的时间跨度内通过990℃到600℃的温度范围，并且其中该玻璃包含Si4+、至少一种结晶促进剂、至少一种抗结晶剂和至少一对成核剂，-其中该结晶促进剂选自Na+、K+和Li+，-其中该抗结晶剂选自Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+和Sb3+，-其中这对成核剂包含铈以及选自银、金和铜的至少一种试剂，其中该结晶促进剂以cat.-％计的摩尔比例相对于Si4+的摩尔比例的比值为至少0.3且至多0.85。在该方法的优选实施方式中，在熔化和/或转移后，玻璃经历敏化步骤，该敏化步骤对应于以至多200℃/h的平均冷却速率K从温度T1冷却至温度T2，其中温度T1至少高于该玻璃的玻璃转变温度温度Tg，并且T2比T1低至少150℃。在具体优选实施例中，T1比玻璃的玻璃转变温度Tg高100℃并且温度T2比T1低250℃。在另一优选实施例中，T1比玻璃的玻璃转变温度高50℃并且T2比T1低200℃。在另一优选实施例中，T1比玻璃的玻璃转变温度高25℃并且T2比T1低150℃。优选地，平稳地进行从温度T1到温度T2的冷却。“平稳地”在该上下文中是指玻璃从T1连续地冷却到T2，而没有保持在特定的温度水平上。特别地，此处是指以基本上恒定的冷却速率冷却。优选地，在从温度T1冷却到T2的过程中，最大和最小冷却速率分别与平均冷却速率K偏差至多±20％，更优选至多±15％，更优选至多±10％，更优选至多±5％。本专利技术的主题还涉及一种压制玻璃体，其能够用本专利技术的方法来生产。本专利技术的主题还在于敏化的可光结构化玻璃的玻璃体，其包含Si4+、一种或多种结晶促进剂、一种或多种抗结晶剂和至少一对成核剂a.其中该结晶促进剂选自Na+、K+和Li+，b.其中该抗结晶剂选自Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+和Sb3+，c.其中这对成核剂包含铈以及选自银、金和铜的至少一种试剂，其中该结晶促进剂以cat.-％计的摩尔比例相对于Si4+的摩尔比例的比值为至少0.3且至多0.85，并且该玻璃具有对应于以至多200℃/h的冷却速率K从温度T1平稳地冷却至温度T2的冷却状态，其中温度T1至少高于该玻璃的玻璃转变温度温度Tg，并且T2比T1低至少150℃。“平稳地”在该上下文中是指玻璃从T1连续地冷却到T2，而没有保持在特定的温度水平上。特别地，此处是指以基本上恒定的冷却速率冷却。至于其在冷却至T2后冷却至室温，这种进一步的冷却也可以平稳地发生，但是低于T2的进一步冷却非决定性的。室温优选为20℃。本专利技术还涉及一种玻璃制品，其中，玻璃包含Si4+、至少一种结晶促进剂、至少一种抗结晶剂和至少一对成核剂,-其中结晶促进剂选自Na+、K+和Li+，-其中抗结晶剂选自Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+和Sb3+，-其中成核剂对包含铈和选自银、金和铜的至少一种试剂，并且其中结晶促进剂以cat.-％计的摩尔比例相对于Si4+的摩尔比例的比值为至少0.3且至多0.85。并且该玻璃具有对应于以至多200℃/h的平均冷却速率K从温度T1冷却至温度T2的冷却状态，其中所述温度T1至少高于所述玻璃的玻璃转变温度温度Tg，且所述温度T2比T1低至少150℃。也可以在不知道制造条件的情况下确定给定的玻璃的玻璃冷却状态。为了确定玻璃样品P的冷却状态，首先确定其折射率nd和/或其质量密度ρ。继而优选地将样品分成若干单个样品P1、P2、P3等等。然后将每个样品加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产光敏玻璃体的方法，包括以下步骤：a.提供期望玻璃的原材料的混合物，b.熔化所述混合物，c.将所述熔体转移到模具中，d.在所述模具中将玻璃压制成玻璃体，其中所述熔体在其转移到所述模具中时具有高于1000℃的温度，其中所述熔体以这样的方式在所述模具中冷却，即在少于15分钟的时间跨度内通过990℃到600℃的温度范围，并且其中所述玻璃包含Si4+、至少一种结晶促进剂、至少一种抗结晶剂和至少一对成核剂，‑其中所述结晶促进剂选自Na+、K+和Li+，‑其中所述抗结晶剂选自Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+和Sb3+，‑其中所述成核剂对包含铈和选自银、金和铜的至少一种试剂，并且其中所述结晶促进剂以cat.‑％计的摩尔比例相对于Si4+的摩尔比例的比值为至少0.3且至多0.85。

【技术特征摘要】
2015.05.18 DE 102015107779.5;2016.02.04 DE 10201611.一种生产光敏玻璃体的方法，包括以下步骤：a.提供期望玻璃的原材料的混合物，b.熔化所述混合物，c.将所述熔体转移到模具中，d.在所述模具中将玻璃压制成玻璃体，其中所述熔体在其转移到所述模具中时具有高于1000℃的温度，其中所述熔体以这样的方式在所述模具中冷却，即在少于15分钟的时间跨度内通过990℃到600℃的温度范围，并且其中所述玻璃包含Si4+、至少一种结晶促进剂、至少一种抗结晶剂和至少一对成核剂，-其中所述结晶促进剂选自Na+、K+和Li+，-其中所述抗结晶剂选自Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+和Sb3+，-其中所述成核剂对包含铈和选自银、金和铜的至少一种试剂，并且其中所述结晶促进剂以cat.-％计的摩尔比例相对于Si4+的摩尔比例的比值为至少0.3且至多0.85。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述玻璃在紧随步骤b和/或c之后经历敏化步骤，该敏化步骤对应于以至多200℃/h的平均冷却速率K从温度T1冷却至温度T2，其中所述温度T1至少高于所述玻璃的玻璃转变温度温度Tg，且所述温度T2比T1低至少150℃。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述玻璃包含以cat.-％计的以下组分：Si4+45到65结晶促进剂30到45抗结晶剂3.5到9 。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述玻璃具有以cat.-％计的以下组分：5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述玻璃包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·尼斯纳，M·费克汀格尔，C·伦兹，B·施罗德，钱鹏翔，薛军明，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE