[其他]具有特種熱膨脹性能的玻璃陶瓷

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000001952
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1005710B
• 公開(kāi)（公告）日: 1989-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林迪;潘霍斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 肖特玻璃制造廠
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 盧新華

原始玻璃含有ｈ－石英固溶態(tài)晶體的玻璃陶瓷，其相對(duì)長(zhǎng)度變化最大值為１×１５^－５，并且其線性熱膨脹系數(shù)小于０．１×１０^－６／Ｋ，是由（按重量％計(jì)算）５０－６５ＳｉＯ₂，１８－２７Ａｌ₂Ｏ₃，０－１０Ｐ₂Ｏ₅，０－１Ｂ₂Ｏ₃，２．５－４Ｌｉ₂Ｏ，０－２Ｎａ₂Ｏ，０－２Ｋ₂Ｏ，０－０．５ＭｇＯ，１－５ＺｎＯ，０－４Ｃａ０．１－５ＢａＯ，０－５ＴｉＯ₂，０－３ＺｒＯ₂和０－１．５Ａｓ₂Ｏ₃組成的。

本發(fā)明涉及用于制造玻璃陶瓷的原始玻璃的組成，該玻璃通過(guò)控制結(jié)晶可轉(zhuǎn)化為含h-石英固溶態(tài)晶體的透明玻璃陶瓷，并且玻璃陶瓷可滿足下列三個(gè)條件：

1.在溫度范圍為-50℃和+100℃之間，相對(duì)長(zhǎng)度變化（△1/1）的最大值和其最小值之間的差值小于或等于1×10^-5，即

｜（△1/1）最大-（△1/1）最?。?×10^-5;

2.在溫度范圍0℃和50℃內(nèi)，線性熱膨脹系數(shù)α0/50°的絕對(duì)值應(yīng)小于或等于0.1×10^-6/K，而最佳上限值為0.066×10^-6/K;

3.在允許使用的溫度范圍內(nèi)，在以不同速度冷卻后，長(zhǎng)度的可逆調(diào)節(jié)若用20℃下長(zhǎng)度的相對(duì)變化來(lái)表示，應(yīng)小于或等于0.1×10^-5，而最佳上限值為0.14×10^-5。

在有關(guān)的文獻(xiàn)中，已公開(kāi)過(guò)具有低膨脹系數(shù)的，而在其結(jié)晶相中含有h-石英固溶態(tài)晶體的透明玻璃陶瓷。此外也早已發(fā)展了具有光學(xué)特殊作用的玻璃陶瓷，特別是用于反光望遠(yuǎn)鏡支架材料。對(duì)于這種玻璃陶瓷，最重要的是在溫度范圍由-50℃至+100℃，應(yīng)具有低的熱膨脹性。

上述材料已經(jīng)在例如在一西德專利說(shuō)明書(shū)1496611中已敘述過(guò)，在該專利說(shuō)明書(shū)中，通過(guò)溫度范圍由0℃至300℃的線性熱膨脹系數(shù)（α0/300）表明了膨脹性能的特征，并且也給出了α0/300的數(shù)值范圍即-3≤α0/300≤3×10^-7/K。在一些例子中也列明α0/300的值小于｜1.0｜×10^-7/K。

在西德專利說(shuō)明書(shū)1902432中描述了易加工的玻璃的熔化條件，并且可以通過(guò)控制結(jié)晶而轉(zhuǎn)化成玻璃陶瓷狀態(tài)，從而生成具有低線性膨脹系數(shù)的透明玻璃陶瓷。由此可成功地得到一種組成，對(duì)于這種組成，通過(guò)在750℃≤T≤870℃和4小時(shí)≤t≤100小時(shí)的寬范圍內(nèi)陶瓷化，可以使溫度范圍-30℃至+70℃的線性膨脹系數(shù)α-30/70調(diào)整到0±0.15×10^-6/K。后一個(gè)條件是很重要的，因?yàn)樗鼘?duì)大的澆注塊也能保證可以獲得一種同樣的α-值。對(duì)于大的澆注塊來(lái)說(shuō)，既使以很慢的速度加熱，也必須在一定條件下才能得均勻的溫度分布。

玻璃陶瓷在光學(xué)應(yīng)用中表明的特征，如在提及的專利說(shuō)明書(shū)所述，已常常不能滿足近代對(duì)長(zhǎng)度恒定性的技術(shù)要求?，F(xiàn)在需采用上述提到的表明長(zhǎng)度和形狀恒定性特征的三個(gè)條件，來(lái)代替一定溫度范圍的線性熱膨脹系數(shù)單個(gè)數(shù)值的表征。

若對(duì)市售的玻璃陶瓷如CERVIT和ZERODUR進(jìn)行試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)該二種玻璃都不能同時(shí)滿足前面所提到的條件。

由S.F.Jacobs，M.A.Norton，J.W.Berthold Ⅲ所著《熱膨脹》，1973;AIP Conf.Proc.No.17，280-293頁(yè)以及J.W.Berthold Ⅲ，S.F.Jacobs：Appl.Opt.15（1976），2344-2347頁(yè)說(shuō)明了，CERVIT不能滿足條件1。由S.J.Bennett的論文：J.Phys.E.Vol.10（1977），525-530頁(yè)可知ZERODUR不能滿足條件3。