[發明專利]一種激光陀螺儀用超低膨脹微晶玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 200910083102.3
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101538118A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 范仕剛;余明清;趙春霞;劉杰;何粲;陳廣樂
• 申請（專利權）人: 北京中材人工晶體有限公司
• 主分類號: C03C10/14
• 分類號: C03C10/14;G01C19/72
• 代理公司: 北京諾孚爾知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 魏永金

技術領域

本發明涉及一種超低膨脹微晶玻璃及其制備方法，特別是用于制造激光陀螺諧振 腔骨架以及激光陀螺儀反射鏡的一種激光陀螺儀用超低膨脹微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

近年來，由于慣性制導技術的發展，激光陀螺儀作為其核心部件也得到了快速的 發展，激光陀螺儀具有啟動時間短、抗沖擊性強、可靠性高、壽命長等優點，在不同 領域正逐步取代傳統的機電陀螺。激光陀螺儀由于其要滿足不同條件下的使用，所以 對其組成材料也提出了極為苛刻的要求，要求材料在-40～70℃的溫度范圍內具有接近 于零的低熱膨脹系數、高的可見光透過率、高的均勻性，同時，由于激光陀螺儀諧振 腔骨架內部需要加工成復雜的光路系統，要求材料具有非常好的加工性能，對于激光 陀螺儀反射鏡來說，由于需要在其表面鍍反射膜，要求材料性能穩定，且與膜層間能 夠牢固地結合。國內現有兩項公開號分別為CN1944300A和CN1847182A的中國專利 申請涉及到這種超低膨脹微晶玻璃，其缺陷在于：其一，上述專利中使用CaO、BaO、 SrO作為制備超低膨脹微晶玻璃的助熔劑，其效果是在助熔的同時，降低了玻璃的硬 度，這對于激光陀螺骨架的鏡面拋光和抗磨損不利。其二，上述專利中成品微晶玻璃 的熱膨脹系數在20℃～100℃的范圍內為0.0±0.6×10^-7/K，達到了10^-8量級，但并未公 開在20℃以下，特別是零度以下的熱膨脹系數。其三，上述專利的微晶玻璃熔制溫度 過高，因此不僅對設備的要求高，而且也不利于節能減耗。其四，微晶玻璃的化學組 份中SiO₂的含量僅為47.2％～49.1％，過低的SiO₂含量會導致玻璃透明度的降低，而 作為激光陀螺用微晶玻璃，高的可見光透過率是非常重要的一個參數。據資料報道， 微晶玻璃在基礎玻璃的熔制過程中通常采用中心攪拌技術，而這種中心攪拌技術往往 很難消除成型微晶玻璃的中心條紋，嚴重影響玻璃質量。至今為止，還沒有可以消除 成型微晶玻璃中心條紋、滿足激光陀螺諧振腔骨架以及激光陀螺儀反射鏡制備要求的 超低膨脹微晶玻璃及其制備方法的報導。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種激光陀螺儀用 超低膨脹微晶玻璃及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下方案：一種激光陀螺儀用超低膨脹微晶玻 璃，該微晶玻璃的基礎玻璃組分范圍按氧化物質量百分比是：SiO₂：56～68％、Al₂O₃： 21～27％、Li₂O：2～4％、Na₂O：0～1％、K₂O：0～1％、MgO：0～3％、ZnO：0～1.5％、 P₂O₅：4.5～6.8％、TiO₂：1～2.5％、ZrO₂：1～2.5％、Sb₂O₃/As₂O₃：0.5～1.5％，其主晶相 為β石英固溶體，晶相含量在70％～85％；晶粒尺寸小于50nm，最佳為31-49nm；熱 膨脹系數的數量級為10^-8/K，最佳為1-5×10^-8/K。