[發明專利]具有較高氧化鋯含量的玻璃及其應用

無效

• 申請號: 00803629.2
• 申請日: 2000-02-09
• 公開（公告）號: CN1340033A
• 公開（公告）日: 2002-03-13
• 發明（設計）人: K·瑙曼;N·格羅伊利希－希克曼;U·科爾貝格;W·基菲;S·里特
• 申請（專利權）人: 肖特玻璃制造廠
• 主分類號: C03C3/087
• 分類號: C03C3/087;C03C3/095;C03C13/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華,羅才希

本發明涉及一種具有較高氧化鋯含量的玻璃，并且涉及這種玻璃的應用。

人們主要針對用于混凝土增強的耐堿玻璃纖維對具有較高氧化鋯含量的玻璃進行了描述。與E-玻璃(一種基本上沒有堿的鋁硼硅酸鹽玻璃)相比，由已知的含有氧化鋯的玻璃制得的纖維的確具有較高的耐堿性，但是它們在水泥中在較長時間內的抗性是不夠的。混凝土增強用纖維的耐堿性是較為重要的，因此在玻璃開發過程中常常走在前面，這是因為水泥會在較高的堿性條件(pH值達到約12.5)下固化。但是，除了耐堿性以外，其它化學抵抗性，特別是耐水解性對于長久作為混凝土中增強劑的應用來說也是較為重要的，因為它改善了耐久性。

具有較高耐水性、耐酸性和耐堿性的玻璃具有廣泛的應用，例如用于藥物包裝或者用于反應罐的觀察窗，特別是如果它們還具有較高的耐熱性的話。

高耐熱性的特征在于較高的玻璃轉化溫度T_g。在具有較高T_g的玻璃中，試驗證明所謂的收縮較低。這就是玻璃部分在低于T_g下的溫度處理過程中的收縮，該性能是唯一可以充分準確地測定的性能，它具有較高的試驗復雜性并且對于某些應用來說是較為重要的，例如對于玻璃部分的形狀穩定性具有非常嚴格要求的某些應用，例如在顯示技術中的應用。

玻璃的高T_g和高耐熱性在薄膜光電技術中同樣是較重要的，特別是在基于黃銅礦的光電池中，例如二硒化銅銦(CIS)，還有另一種復合半導體，如CdTe。在薄膜光電技術中，由此可以實現較高的涂覆溫度，可以使具有更好的材料質量的薄膜得到最佳應用，這樣可以增加效率，例如在太陽能電池中。

對于光學應用來說，在藍色光譜區中具有較高負異常的局部分布(ΔP_g，F)的玻璃對于校正圖形偏差是極為有用的。至今為止所公開的這種玻璃在這方面的缺陷是它們含有大量PbO，這種成分從環境角度看是不合適的，和/或具有較差的化學耐久性，另外對于無鉛替代產物來說必須使用大量非常昂貴的原料，Nb₂O₅，特別是Ta₂O₅，這就使得難于廉價地制造。這種無鉛玻璃公開在DE-A-2729706中。

人們已經知道在專利文獻中有多種資料公開了具有較高氧化鋯含量的耐堿玻璃，但是這些玻璃仍然存在缺陷。

DE-A-2927445公開了一種耐堿玻璃組合物，它至少包括8重量％R₂O，即8-17重量％Na₂O和0-5重量％K₂O。CZ236744還公開了由至少包括8重量％Na₂O和/或K₂O的礦物原料制得的玻璃纖維。

英國專利說明書GBl290528公開了用于制造玻璃纖維的玻璃組合物，它包括13-23摩爾％R₂O。

具有如此高的堿金屬含量的玻璃還公開在歐洲專利說明書EP0446064?B1中，該專利描述了用于內燃機排放系統的部件的玻璃纖維材料(13-18重量％Na₂O+K₂O)，并且還展示了可以市售的、具有組成V1(如下所示)的Cemfil纖維，這種玻璃耐水解性較差。

同樣的情形發生在如DE?1796339?C3中所說的玻璃纖維上，該玻璃纖維是基于包括11重量％Na₂O和1重量％Li₂O的玻璃，并且還發生在DE?4032460?A1中所說的轉變成纖維的玻璃上，該玻璃包括10-15重量％Na₂O和0.1-2重量％K₂O。

專利說明DD?293105?A5描述了一種用于制造高耐堿性玻璃纖維的方法以及由此制得的產品，其中用來紡制的玻璃熔體除了SiO₂、R₂O₃、ZrO₂、RO和R₂O(K₂O、Na₂O和/或Li₂O)以外，還含有氟。如果存在Li₂O，則可以省去這種助熔劑。這些含有8-14重量％R₂O的玻璃也具有相當高的堿金屬含量。

由德國延遲公開說明書DE-A-2406888公開的玻璃組合物也含有較高的堿金屬含量(10-25重量％R₂O)，它包括高達20重量％的稀土金屬氧化物，如氧化鈰或者還有天然存在的這些氧化物的混合物。