一种节能环保高透明硼酸盐玻璃及其制备方法技术

本申请提供了一种节能环保高透明硼酸盐玻璃及其制备方法，高透明硼酸盐玻璃的化学通式为：

【技术实现步骤摘要】
一种节能环保高透明硼酸盐玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种节能环保多功能光学玻璃制备
，更具体地说，是涉及一种具有紫外隔绝和红外阻隔且高透明硼酸盐玻璃及其制备方法，该玻璃可用于绿色建筑的智能窗领域
。

技术介绍

[0002]太阳光作为最重要的自然光源，除了可见光辐射，近红外和红外光
(780
‑
2500nm)
占总辐射能量约
50
％
。
此外，
220
‑
400nm
波段的紫外光占太阳光总辐射能量约5％
。
[0003]具有强烈热效应的近红外和红外光是环境温度升高的主要因素，且随着城市大量使用玻璃外墙和幕墙的反射，导致夏季室内高温酷热现象愈发突出
。
相反，冬季室内流向室外的红外热辐射，会导致室内热量损失和温度下降
。
这些使得暖通空调系统大量使用，建筑能耗不断攀升，已占到社会总能耗的
50
％
。
且暖通空调系统由于持续的使用，节能比例通常达不到
50
％
。
[0004]此外，夏季强烈紫外线具有高的光子能量，过量长期的辐照会加快光电子产品的老化失效
。
紫外线还会损害人的表皮，导致皮肤加速老化和皮肤癌等严重的皮肤病
。
[0005]因此，开发新型玻璃节能技术，有效阻隔紫外和近红外光，将大大降低建筑能耗和紫外辐照损害，合理利用太阳的光和热，对于控制建筑能耗，实现绿色低碳生活具有重要的科学和实践意义
。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种节能环保高透明硼酸盐玻璃及其制备方法，以提供一种具有紫外隔绝和红外阻隔功能的高透明硼酸盐玻璃，在不影响照明的情况下，能减少紫外线的辐照损伤，更为重要的是加强室内外红外热辐射的管理，有效降低建筑能耗
。
[0007]为实现上述目的，本申请的第一方面，提供了一种节能环保高透明硼酸盐玻璃，所述高透明硼酸盐玻璃的化学通式为：
Sr
2.99
‑
a
B
14
O
24
：
0.01Ce
3+/4+
，
aCs
+
；其中，
0<a≤0.04。
[0008]进一步地，所述高透明硼酸盐玻璃的基质材料为
Sr3B
14
O
24
，掺杂材料为
CeO2、Cs2CO3。Sr3B
14
O
24
基质材料由于其高度聚合的双层结构而拥有更高的稳定性，
Sr3B
14
O
24
在可见光区域的透光率高达
80
％以上，而在紫外区域透过率较低，可以增强紫外屏蔽性能
。
[0009]进一步地，所述高透明硼酸盐玻璃由质量百分比为
SrCO3：
30
‑
35
％
、H3BO3：
65
‑
70
％
、CeO2：
0.3
‑
0.4
％
、Cs2CO3：0‑
1.5
％的混合原料经过煅烧制得
。
[0010]进一步地，所述煅烧在还原气氛下进行，所述煅烧温度为
900
‑
1200℃
，时间为4‑
5h。
[0011]进一步地，所述
H3BO3的称取量过量，以弥补原料
H3BO3在高温下的挥发损失量
。
更进一步地，
H3BO3的称取质量多加
10
％
。
[0012]进一步地，所述混合原料中各个原料的纯度均为
99.99
％的分析纯度
。
[0013]本申请的第二方面，还提供了一种节能环保高透明硼酸盐玻璃的制备方法，包括
以下步骤：
[0014]根据化学通式
Sr
2.99
‑
a
B
14
O
24
：
0.01Ce
3+/4+
，
aCs
+
计算并称量相应原料，向称量好的原料中加入无水乙醇进行研磨以获得充分混合的原料；
[0015]在还原气氛下，将所述充分混合的原料升温至
900
‑
1200℃
后继续保温4‑
5h
，待冷却至室温后取出样品进行打磨抛光，获得所述高透明硼酸盐玻璃
。
[0016]进一步地，所述升温的升温速率为5‑
10℃/min。
[0017]进一步地，所述还原气氛是通过在煅烧过程中使用还原炭控制
。
[0018]进一步地，所述高透明硼酸盐玻璃中
Ce
3+
/Ce
4+
的含量比是通过不同程度还原氛围来控制，通过不同程度的还原氛围来调控高透明硼酸盐玻璃中
Ce
3+
/Ce
4+
的含量比，进而调节高透明硼酸盐玻璃的紫外屏蔽区域范围
。
更近一步地，不同程度还原氛围通过调整还原炭的用量进行控制
。
[0019]进一步地，所述室温的温度是指
20
±
5℃。
[0020]与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：
[0021]本申请的一种节能环保高透明硼酸盐玻璃
Sr
2.99
‑
a
B
14
O
24
：
0.01Ce
3+/4+
，
aCs
+
通过掺杂离子
Ce
3+
/
4+
使其具有更强的紫外屏蔽能力，通过调控
Ce
3+
/Ce
4+
的含量比拓宽其紫外屏蔽区域范围，通过共掺
Cs
+
还使其具有了近红外屏蔽性能
。
本申请的一种节能环保高透明硼酸盐玻璃
Sr
2.99
‑
a
B
14
O
24
：
0.01Ce
3+/4+
能在不影响优良采光性能的同时具有紫外和近红外屏蔽能力，同时具有防晒和隔热效果，可用于建筑和车辆等需要隔热隔紫外线的日常生活领域，是智能窗的理想材料
。
[0022]本申请的一种节能环保高透明硼酸盐玻璃
Sr
2.99
‑
a
B
14
O
24
：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种节能环保高透明硼酸盐玻璃，其特征在于，所述高透明硼酸盐玻璃的化学通式为：
Sr
2.99
‑
a
B
14
O
24
：
0.01Ce
3+/4+
，
aCs
+
；其中，
0<a≤0.04。2.
如权利要求1所述的一种节能环保高透明硼酸盐玻璃，其特征在于，所述高透明硼酸盐玻璃的基质材料为
Sr3B
14
O
24
，掺杂材料为
CeO2、Cs2CO3。3.
如权利要求2所述的一种节能环保高透明硼酸盐玻璃，其特征在于，所述高透明硼酸盐玻璃由质量百分比为
SrCO3：
30
‑
35
％
、H3BO3：
65
‑
70
％
、CeO2：
0.3
‑
0.4
％
、Cs2CO3：0‑
1.5
％的混合原料经过煅烧制得
。4.
如权利要求3所述的一种节能环保高透明硼酸盐玻璃，其特征在于，所述煅烧在还原气氛下进行，所述煅烧温度为
900
‑
1200℃
，时间为4‑
5h。5.
如权利要求3所述的一种节能环保高透明硼酸盐玻璃，其特征在于，所述

【专利技术属性】
技术研发人员：李根，王远，李岳彬，柴子根，徐江明，曾敏，杨柳，彭旷，顾豪爽，
申请(专利权)人：湖北大学潜江产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：