[发明专利]高硼硅防爆玻璃罩制造方法

说明书

技术领域

本发明提出的是非金属材料领域的高硼硅防爆玻璃罩制造方法。

背景技术

防爆灯具玻璃罩对性能的要求比其他场合使用的要求要高的多，目前一致是中国防爆行业的质量瓶颈。

防爆灯具玻璃罩最关键的质量性能要求：满足4J冲击实验，

同时满足超过200℃的热剧变试验要求，同时满足承受大于等于1.5MPa的静压试验要求，同时满足钢化效果在50mm×50mm区域内的碎片数超过25个。

发明内容

为了实现防爆灯玻璃罩的防爆，本发明提出了高硼硅防爆玻璃罩制造。该玻璃罩通过玻璃原料配比，压型和钢化。解决防爆灯玻璃罩防爆的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

原料配比：

按质量份数由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。

成型钢化：

将高硼玻璃原料加入到坩埚内，将坩埚置入到高温炉内，升温到1800℃，使玻璃原料转化为玻璃清液，将玻璃清液倒入到压制模具内，压制成型，成型后冷却过程中，通过供风装置向成型玻璃吹冷却空气，使成型玻璃冷却钢化，成为成品。

积极效果，本发明配料合理，烧结玻璃质量好，成型的同时钢化。因此，由于玻璃强度高，防爆性能好。适宜作为高硼硅防爆玻璃罩的制造方法应用。

具体实施方式

玻璃的主要成分是SiO₂，其余成分则必须根据玻璃制品的用途进行配方，玻璃的热剧变稳定性由B₂O₃的适当比例决定,比例高了钢化处理容易破碎则制造成本高居不下，比例低了热剧变稳定性不好，在使用环境中温差变化容易自爆，玻璃制品的成型合格率，特别是防爆灯球形玻璃罩的成型合格率，取决于Na+的比例，而玻璃的耐冲击强度由Al+的含量来决定，同时K+、Li+的含量决定耐酸碱性，Fe+含量影响玻璃的透光率。

原料配比：

按质量份数由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。

成型钢化：

将高硼玻璃原料加入到坩埚内，将坩埚置入到高温炉内，升温到1800℃，使玻璃原料转化为玻璃清液，将玻璃清液倒入到压制模具内，压制成型，成型后冷却过程中，通过供风装置向成型玻璃吹冷却空气，使成型玻璃冷却钢化，成为成品。

技术原理与过程：

若高硼硅酸盐玻璃原料没有可靠的熔制设备，玻璃将存在较多的硫化镍晶体、结石、砂砾、等质量缺陷，这些质量缺陷是球形玻璃罩的“硬伤”，它在高温相与低温相状态的转换过程中，伴随着约2%～4%的体积膨胀，使玻璃承受巨大的相变张应力，如果这种应力不能有效消除，其成型后的玻璃罩将不定时的发生自爆现象。

同时，高硼硅酸盐玻璃原料的熔制温度高于低硼普通玻璃原料。烧煤或者烧柴油的坩埚窑虽然设备投入费用很低，但燃烧时最高温度只有1490℃，而且坩埚窑内温度因经常补充燃料不能持续稳定，坩埚窑内中央与四周边缘位置的温差较大，不能满足熔制高硼硅酸盐玻璃原料。这是我们国内防爆球形玻璃制造设备的瓶颈。

通过调研国内外的防爆玻璃罩制造企业，选择了造价昂贵的电池窑，电池窑内最高温度可达1800℃，电池窑内温度持续稳定且中央温度与四周边缘位置的温度均匀，温差基本上忽略不计。

高硼硅酸盐玻璃原料的熔制过程是将配合料各组分高温加热，发生一系列物理的、化学的现象和反应，最后使之成为符合要求的玻璃。这一过程是一个非常复杂的过程，一般把玻璃的熔制过程分为五个阶段，即硅酸盐形成，玻璃形成，澄清，均化和冷却。

1、硅酸盐形成阶段是指配合料各组分在加热过程中经过一系列的物理变化和化学变化,当主要的固相反应结束时,大部分气态产物从配合原料中逸出,这时原来的配合原料则变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物.制备高硼的硅酸盐玻璃时,硅酸盐成形温度在800～900℃基本结束。