[發明專利]高硼硅防爆玻璃罩制造方法

在審

• 申請號: 201510516244.X
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105130185A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 張東升;陳濤;孫雨;呂云鵬;張學明;景麗;井厚田;范洋洋;單志宇
• 申請（專利權）人: 綏中明暉工業技術有限公司
• 主分類號: C03C3/091
• 分類號: C03C3/091
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 魏勇

技術領域

本發明提出的是非金屬材料領域的高硼硅防爆玻璃罩制造方法。

背景技術

防爆燈具玻璃罩對性能的要求比其他場合使用的要求要高的多，目前一致是中國防爆行業的質量瓶頸。

防爆燈具玻璃罩最關鍵的質量性能要求：滿足4J沖擊實驗，

同時滿足超過200℃的熱劇變試驗要求，同時滿足承受大于等于1.5MPa的靜壓試驗要求，同時滿足鋼化效果在50mm×50mm區域內的碎片數超過25個。

發明內容

為了實現防爆燈玻璃罩的防爆，本發明提出了高硼硅防爆玻璃罩制造。該玻璃罩通過玻璃原料配比，壓型和鋼化。解決防爆燈玻璃罩防爆的技術問題。

本發明解決技術問題所采用的方案是：

原料配比：

按質量份數由SiO₂71份，B₂O₃15.3份，Na₂O6.9份，Al₂O₃3.1份，K₂O0.4份，BnO0.3份，Fe₂O₃小于0.02，配合成高硼玻璃原料。

成型鋼化：

將高硼玻璃原料加入到坩堝內，將坩堝置入到高溫爐內，升溫到1800℃，使玻璃原料轉化為玻璃清液，將玻璃清液倒入到壓制模具內，壓制成型，成型后冷卻過程中，通過供風裝置向成型玻璃吹冷卻空氣，使成型玻璃冷卻鋼化，成為成品。

積極效果，本發明配料合理，燒結玻璃質量好，成型的同時鋼化。因此，由于玻璃強度高，防爆性能好。適宜作為高硼硅防爆玻璃罩的制造方法應用。

具體實施方式

玻璃的主要成分是SiO₂，其余成分則必須根據玻璃制品的用途進行配方，玻璃的熱劇變穩定性由B₂O₃的適當比例決定,比例高了鋼化處理容易破碎則制造成本高居不下，比例低了熱劇變穩定性不好，在使用環境中溫差變化容易自爆，玻璃制品的成型合格率，特別是防爆燈球形玻璃罩的成型合格率，取決于Na+的比例，而玻璃的耐沖擊強度由Al+的含量來決定，同時K+、Li+的含量決定耐酸堿性，Fe+含量影響玻璃的透光率。

原料配比：

按質量份數由SiO₂71份，B₂O₃15.3份，Na₂O6.9份，Al₂O₃3.1份，K₂O0.4份，BnO0.3份，Fe₂O₃小于0.02，配合成高硼玻璃原料。

成型鋼化：

將高硼玻璃原料加入到坩堝內，將坩堝置入到高溫爐內，升溫到1800℃，使玻璃原料轉化為玻璃清液，將玻璃清液倒入到壓制模具內，壓制成型，成型后冷卻過程中，通過供風裝置向成型玻璃吹冷卻空氣，使成型玻璃冷卻鋼化，成為成品。

技術原理與過程：

若高硼硅酸鹽玻璃原料沒有可靠的熔制設備，玻璃將存在較多的硫化鎳晶體、結石、砂礫、等質量缺陷，這些質量缺陷是球形玻璃罩的“硬傷”，它在高溫相與低溫相狀態的轉換過程中，伴隨著約2%～4%的體積膨脹，使玻璃承受巨大的相變張應力，如果這種應力不能有效消除，其成型后的玻璃罩將不定時的發生自爆現象。

同時，高硼硅酸鹽玻璃原料的熔制溫度高于低硼普通玻璃原料。燒煤或者燒柴油的坩堝窯雖然設備投入費用很低，但燃燒時最高溫度只有1490℃，而且坩堝窯內溫度因經常補充燃料不能持續穩定，坩堝窯內中央與四周邊緣位置的溫差較大，不能滿足熔制高硼硅酸鹽玻璃原料。這是我們國內防爆球形玻璃制造設備的瓶頸。

通過調研國內外的防爆玻璃罩制造企業，選擇了造價昂貴的電池窯，電池窯內最高溫度可達1800℃，電池窯內溫度持續穩定且中央溫度與四周邊緣位置的溫度均勻，溫差基本上忽略不計。

高硼硅酸鹽玻璃原料的熔制過程是將配合料各組分高溫加熱，發生一系列物理的、化學的現象和反應，最后使之成為符合要求的玻璃。這一過程是一個非常復雜的過程，一般把玻璃的熔制過程分為五個階段，即硅酸鹽形成，玻璃形成，澄清，均化和冷卻。

1、硅酸鹽形成階段是指配合料各組分在加熱過程中經過一系列的物理變化和化學變化,當主要的固相反應結束時,大部分氣態產物從配合原料中逸出,這時原來的配合原料則變成由硅酸鹽和二氧化硅組成的不透明燒結物.制備高硼的硅酸鹽玻璃時,硅酸鹽成形溫度在800～900℃基本結束。