硅-钠-钙玻璃的组合物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及热稳定的玻璃组合物，该组合物包含如下重量比的组分： ＳｉＯ↓［２］ ４５－６８％ Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－２０％ ＺｒＯ↓［２］ ０－２０％ Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－１０％ Ｎａ↓［２］Ｏ ２－１２％ Ｋ↓［２］Ｏ ３．５－９％ ＣａＯ １－１３％ ＭｇＯ ０－８％ 其中，氧化物ＳｉＯ↓［２］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和ＺｒＯ↓［２］的总含量保持等于或小于７０％，氧化物Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和ＺｒＯ↓［２］的总量等于或大小２％，氧化物Ｎａ↓［２］Ｏ和Ｋ↓［２］Ｏ的总量等于或大于８％，如果需要，所述组合物可按以下比例包含氧化物ＢａＯ和／或ＳｒＯ：１１％≤ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＜３０％。该玻璃组合物可用于生产发射屏或耐火窗玻璃的衬底。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

Composition of silicon sodium calcium glass and application thereof

The present invention relates to compositions of glass thermal stability, the composition comprises the following components: the weight ratio of SiO: 2 4568%Al: 2 O: 3 020%ZrO: 2 020%B: 2 O: 3 010%Na: 2 O212%K: 2 O3.59%CaO113%MgO08% the oxide SiO: 2, Al: 2 O: 3 and ZrO: 2 of the total content is equal to or less than 70%, down 2 O oxide Al: 3 and ZrO: the total amount of 2 is equal to the size of 2% or 2 down, oxides of Na and K: O the total amount of 2 O is equal to or greater than 8 %, if necessary, the composition according to the following proportion contains oxides of BaO and / or SrO:11% = MgO + CaO + BaO + SrO < 30%. The glass composition can be used to produce a substrate for an emissive screen or fire-resistant window glass.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的目的在于提供一些玻璃组合物，该组合物适合于转变为玻璃带，并可由此切割成非常耐热的玻璃板。这些玻璃板可用于生产耐火窗玻璃或作为生产等离子体屏、场致发光屏以及冷阴极屏(场致发射显示器)的衬底。目前用于生产这类衬底的玻璃是属于硅-钠-钙玻璃族的玻璃，这些玻璃通常供作生产建筑用的或汽车用的窗玻璃。虽然这类玻璃的化学稳定性、平整性和它确有的缺陷是完全令人满意的，但是，其温度性能却有些不能令人满意。在生产发射屏时，衬底经过几次热处理，旨在稳定所述衬底的尺寸并固定一系列不同化合物的涂膜，例如淀积在其表面上的珐琅质。固定这些厚度或多或少大一些的涂膜要求将衬底的温度提高到超过550℃。虽然所使用的硅-钠-钙玻璃的热膨胀系数与淀积在其表面上的化合物的热膨胀系数处于同一数量级，但是它的温度性能仍不能满足要求，因此，在热处理过程中必须将其置于精确的平板上，以防止任何变形。用于生产耐火窗玻璃的玻璃通常属于硼硅酸盐玻璃类。这些玻璃具有很好的耐热性和耐热冲击性，其特征通常在于热膨胀系数低。后一特征不允许通过热淬火处理在这些玻璃中产生高的应力，因此，通过这种方法提高其机械强度受到限制。本专利技术提出了克服这些已知的玻璃只能用于上述的一种或另一种用途的限制。因此，本专利技术的目的在于提供一种能生产平板或衬底的玻璃组合物，当其经受550-600℃的温度时，其形变实际上为零。本专利技术的目的特别在于提供一种能生产平板玻璃的玻璃组合物，通过热淬火处理在其中产生的应力至少与普通的硅-钠-钙玻璃板产生的应力一样高。本专利技术的目的还在于提供一种能生产衬底的玻璃组合物，其中，表面碱性离子减少的量应比由普通的硅-钠-钙玻璃生产的衬底上观察到的少。本专利技术的目的也在于提供一种玻璃组合物，该玻璃组合物能在接近普通的硅-钠-钙玻璃的温度条件下熔融，并转变成熔融金属浴上的浮法玻璃带。本专利技术的目的通过包含如下重量比的组分玻璃组合物实现SiO245-68％Al2O30-20％ZrO20-20％B2O30-10％Na2O2-12％K2O 3.5-9％CaO 1-13％MgO 0-8％氧化物SiO2、Al2O3和ZrO2的总含量保持等于或小于70％，氧化物Al2O3和ZrO2的总量等于或大于2％，碱性氧化物Na2O和K2O的总含量等于或大于8％，如果需要，所述组合物可按以下比例包含氧化物BaO和/或SrO11％≤MgO+CaO+BaO+SrO≤30％所述组合物具有等于或大于约530℃的应变点和膨胀系数(α25-300℃)为80-95×10-7/℃。通常可以接受的是，在低于称为应变点的特征温度下，玻璃不再具有任何的粘滞性，它相当于约为1014.5泊的粘度。因此，该温度对于评价玻璃性能随温度的变化是有意义的参考点。由于本专利技术规定的各种组分组合的结果，符合该规定的玻璃具有的应变点比常规的硅-钠-钙玻璃至少约高25℃。对于本专利技术的大部分玻璃而言，这一差值至少为45-50℃。上述组分的组合也能获得热膨胀系数与常规硅-钠-钙玻璃保持相同数量级的的玻璃。本专利技术的玻璃还具有这样的优点，在生产常规的硅-钠-钙玻璃采用的温度附近该玻璃可以熔融并转变成玻璃带。SiO2在这方面起了重要的作用。在本专利技术的情况下，SiO2的含量不能超过约68％；超过该值，可玻璃化的混合物的熔融和玻璃的精炼都需要更高的温度，这会造成熔炉的耐火材料加速损耗。此外，已观察到本专利技术的范围内，SiO2含量的增加不利于提高玻璃的应变点。SiO2的含量低于45％(重量)，本专利技术的玻璃的稳定性不够。根据本专利技术的玻璃，SiO2的含量为45-59％(重量)，这种玻璃最容易熔融，其粘度最适合于使其浮在熔融金属浴上，且具有最高的应变点。氧化铝可起稳定的作用。该氧化物在某种程度上可增加玻璃的化学稳定性并有利于提高应变点。Al2O3的百分数不应超过20％，否则，会出现熔融太困难的危险，且玻璃的粘度会在高温下增加到不可接受的程度。ZrO2也可起稳定作用。该氧化物在某种程度上可增加玻璃的化学稳定性并有利于提高应变点。ZrO2的百分数不应超过20％，否则，会出现熔融太困难的危险。既然该氧化物难于熔融，它就具有不会在高温时增加本专利技术玻璃的粘度的优点。这就可以避免将例如B2O3的氧化物引入玻璃中，B2O3的一个作用是可降低玻璃的粘度，或避免增加具有相同作用的碱性氧化物的含量。总之，如果氧化物SiO2、Al2O3和ZrO2的总含量保持等于或小于70％，则本专利技术玻璃的熔融就可以保持在可接受的温度范围内。术语可接受的范围可理解为相当于logη＝1.6的玻璃温度不超过约1630℃，优选1590℃。在本专利技术的玻璃中，有些玻璃含有氧化铝也可能含有氧化锆，其他的一些玻璃含有氧化锆也可能含有氧化铝。在其余的叙述中，为了将其加以区别，前者称为含铝的，后者称为含锆的。称为含铝的玻璃包含如下重量比的组分SiO245-68％Al2O32-20％ZrO20-20％B2O30.5-4％Na2O 4-11％K2O 3.5-7％CaO 1-13％MgO 1-8％氧化物SiO2、Al2O3和ZrO2的总含量保持等于或小于70％，碱性氧化物Na2O和K2O的总含量等于或大于8％，所述组合物也可能按以下比例包含氧化物BaO和/或SrO11％≤MgO+CaO+BaO+SrO≤24％这类玻璃特别通过规律性地存在B2O3来区分。实际上，可以将这种形成晶格形式的氧化物加入或代替SiO2。它能降低可玻璃化的混合物的熔点以及高温下玻璃的粘度。它也可以降低玻璃的反玻璃化倾向，特别是能防止液线温度升高。这个作用，结合粘度的降低，可以在玻璃的成形温度及其液线温度之间保持足够的温差。在浮法玻璃工艺中，特别重要的是使玻璃的液线温度保持等于或低于与logη＝3.5相当的温度，这在采用本专利技术的玻璃的情况下是这样。更准确而言，本专利技术的玻璃具有相当于logη＝3.5的温度，即等于或小于约1220℃，优选1170℃。B2O3的含量不超过约4％，因为高于这个值，在生产玻璃的过程中，在碱性氧化物存在下，硼会很显著地挥发。在本专利技术的这类玻璃中，氧化物Al2O3和ZrO2的总含量等于或大于5％是是有利的。这些氧化物的总含量优选为8-22％。本专利技术的含铝玻璃的优选组合物包含如下重量比的组分SiO245-59％Al2O35-18％ZrO20-17％B2O30.5-4％Na2O4-10％K2O 3.5-7％CaO 1-12％MgO 1-7％氧化物SiO2、Al2O3和ZrO2的总含量保持低于或等于70％，碱性氧化物的总含量等于或大于10％，如果需要，所述组合物可按以下比例包含氧化物BaO和/或SrO14％≤MgO+CaO+BaO+SrO≤22％所述玻璃组合物具有等于或大于约550℃应变点和膨胀系数(α25-300℃)为85-95×10-7/℃。称为含锆的玻璃包含下列重量比的组分SiO245-63％ZrO26.5-20％Al2O30-18％Na2O4-12％K2O 3.5-7％CaO 1-13％MgO 1-8％氧化物SiO2、Al2O3和ZrO2的总含量保持等于或低于70％，碱性氧化物Na2O和K2O的总含量等于或大于8％，如果需要，所述组合物可按以下比例包含氧化物BaO和/或SrO11％≤M本文档来自技高网...

【技术保护点】
供作生产衬底或热稳定板的玻璃组合物，其特征在于该组合物包含如下重量比的组成： ＳｉＯ↓［２］ ４５－６８％ Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ ２－２０％ ＺｒＯ↓［２］ ０－２０％ Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］ ０．５－４％ Ｎａ↓［２］Ｏ ２－１２％ Ｋ↓［２］Ｏ ３．５－９％ ＣａＯ １－１３％ ＭｇＯ ０－８％ 其中，氧化物ＳｉＯ↓［２］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和ＺｒＯ↓［２］的总含量保持等于或小于７０％，碱性氧化物Ｎａ↓［２］Ｏ和Ｋ↓［２］Ｏ的总含量等于或大于８％，所述组合物还可按以下比例包含氧化物ＢａＯ和／或ＳｒＯ： １１％≤ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ≤２４％ 所述组合物具有等于或大于约５３０℃应变点和在８０－９５×１０↑［－７］／℃之间的热膨胀系数（α↓［２５－３００℃］）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S科哈，D祖西，R吉，G古尔特曼舍，
申请(专利权)人：圣戈班玻璃制造公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]