[其他]析晶温度高于石英玻璃的高温玻璃的制造方法

说明书

本发明属于玻璃材料制造方法。

某些钠硼酸盐玻璃在热处理过程中能分为溶于酸的钠硼相及不溶于酸的硅氧相。用此现象，将已分相的钠硼硅酸玻璃进行酸处理，浸析出钠、硼相，得到SiO₂含量超过96%的微孔玻璃，将微孔玻璃进行干燥、烧结，可制得无色透明、性质与石英玻璃类似的高硅氧玻璃。用这种办法的特点和优点是可在较低温度下，大量地制造高温玻璃。但这种玻璃耐温还不够高，析晶温度也还比石英玻璃低，为了提高高硅氧玻璃的析晶温度，曾有人采用在微孔玻璃的烧结过程中通NH₃或将微孔玻璃进行两次热处理同酸处理的办法加以改进。但这样作的效果有限，且使已经很复杂的制备工艺进一步复杂化，并不可取。往石英玻璃中掺以某些杂质有提高析晶温度的作用，但由于石英玻璃熔点高，粘度大，不易制得均匀的制品。

本发明的目的在于提供一种制造析晶温度高于石英玻璃的高温玻璃的方法。本发明提供可以在较低温度下大量地制备析晶温度比石英玻璃高30-40℃的高温玻璃的方法。本发明具体实施方法是往微孔高硅氧玻璃中同时引入Al₂O₃及La₂O₃，通常La₂O₃与Al₂O₃按一定比例，分别以硝酸镧〔La（NO₃）₃6H₂O〕、硝酸铝〔Al（NO₃）₃9H₂O〕的水溶液的形式引入，再经过干燥、烧结制得掺La₂O₃、Al₂O₃的高硅氧玻璃，从而达到提高普通高硅氧玻璃析晶温度到超过石英玻璃的目的。

本发明所利用的微孔玻璃的原始玻璃的组成为：

SiO₂B₂O₃Na₂O Al₂O₃Sb₂O₃

62.94    27.26    8.33    1.47    0.33    （重量百分数）

其中Sb₂O₃为澄清剂。SiO₂由石英砂引入，B₂O₃由硼砂（11.13%）及硼酸（16.13%）引入，Na₂O由硼砂（4.83%）、碳酸钠（2.5%）及硝酸钠（1.0%）引入，Al₂O₃由氢氧化铝引入。熔制制度为：1280-1360℃加料，升温到1400±10℃，保温5小时。降温到1350-1320℃，保温2.5小时。后降温到1280℃，保温半小时。然后出料、成型。玻璃退火温度为450℃，保温2小时。分相热处理温度为575℃，保温6小时。酸处理溶液为含40%NH₄Cl的2NHCl水溶液，温度为100℃。在酸处理之前，试样经过5%KOH的水溶液于70℃处理3分钟，目的是为了清除表面污垢，以利于酸处理进行。用上述方法制得的微孔玻璃孔隙度为30.8%，比表面为75米²/克，经过干燥、烧结（与此同时继续脱水、体积不断收缩），可于850℃转变为无色透明的高硅氧玻璃。

普通高硅氧玻璃的使用温度受析晶下限的限制，比石英玻璃低。而石英玻璃由于有与石英晶体相同的组成同近程有序，容易实现由玻璃态到晶态的过渡，其使用温度亦受到析晶下限的限制，大大低于软化点。

往石英玻璃中掺某些杂质，有改进抗析晶性的作用，但石英玻璃熔点高、粘度大、熔点与挥发相差不多，很难制得均匀的制品。

多孔高硅氧玻璃孔径只几十埃，能用浸溶液的方法引入氧化物，均匀地分布在玻璃中，并在不太高的温度下烧结成为透明的玻璃。