[发明专利]一种电阻为1011Ω.cm数量级的硅酸盐玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及特殊性能玻璃，具体的说是一种体积电阻率(常温)在10¹¹Ω-cm数量级的低电阻率玻璃。

背景技术

平板玻璃(也即浮法玻璃)在国民经济及人民生活的各个领域具有广泛的应用。随着科技的发展，平板玻璃在科学研究领域的应用也越加普遍。如上世纪九十年代发展起来的阻性板室探测器(RPC)和多气隙电阻板室(MRPC)探测器均使用平板玻璃作为主要材料。常规玻璃的体积电阻率(常温)在10¹²～10¹³Ω·cm之间，它可以认为是一种半导体，其导电机理在于玻璃中的一价碱金属离子的迁移而产生的微弱的离子导电。采用常规浮法玻璃制成的MRPC的粒子计数率小于1KHz/cm²。有些大型的物理实验(如德国GSI加速器实验室的重粒子物理实验)要求MRPC能够达到20KHz/cm²的计数率，这样，普通玻璃是满足不了要求的。为了提高MRPC的粒子计数率，需要采用低电阻率的玻璃，玻璃的体电阻要低到10¹⁰～10¹¹Ω·cm。普通玻璃是一种离子型半导体，而我们研制的低电阻率玻璃是一种电子导电型玻璃。其导电机理可以用小极化子跳越(small polaron hopping)来解释。当玻璃中含有的过渡金属氧化物时，两种或两种以上的价态金属离子共存，于是玻璃具有半导体行为，其结果玻璃的体积电阻率降低。本发明是基于Fe₂O₃的的行为而研制的电子导电型玻璃。

发明内容：

本发明是摒弃了经典的离子型导电玻璃制作方法而研制的一种低电阻率的电子型导电玻璃。

本发明的特征在于。是一种硅酸盐型低电阻率玻璃，其组成成分及摩尔百分比含量为：

SiO₂：48％-55％        Fe₂O₃：10％-14％

Na₂O：15％-26％        AL₂O₃：3-8％

CaO：0.5％-5％         B₂O₃：0％-9％

PbO：2％-7％

其制备方法依次含有以下步骤：

步骤(1)，把熔化炉加热至1220℃-1250℃，把所述SiO₂、Fe₂O₃、Na₂O、AL₂O₃、CaO、B₂O₃、PbO按设定的配比均匀混和后加入所述融化炉，再升温至1400-1450℃，熔化4小时-4.5小时，搅拌均匀后，使所述混和料呈熔融状态；

步骤(2)，把步骤(1)得到的所述熔融状态的混和料浇铸到450℃-480℃的模具中，进入退火炉，在490℃退火，经冷加工后得到所需的硅酸盐型低电阻率玻璃。

本发明的优点在于：

(1)本发明可以制备10¹¹Ω.cm数量级的低电阻率玻璃。

(2)本发明制备的玻璃机械强度高，可加工性能好。

(3)本发明的玻璃无毒、无害，无害于人体健康，利于环境保护。

具体实施方式：

实例1-3。

实例1-3组成配方及操作条件分别见表1和表2。

实例1-3的产品性能见表3。

表1 组成配方