[发明专利]一种耐高温高压的高压液位计无碱铝硅玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃制造技术领域，尤其涉及一种耐高温高压的高压液位计无碱铝硅玻璃。

背景技术

随着各类新能源、新材料、新技术的不断创新发展，以及海底资源勘探的需要，各种石化、炼化裂解装置、热电厂、火电厂等的高温高压蒸汽包、深海勘探设备技术的不断发展，需要发展耐高温、耐高压、高韧性、适宜物理钢化的膨胀系数，要求该玻璃膨胀系数在﹙40～50﹚×10^-7/℃之间、抗热冲击性能良好的玻璃视窗，现有技术的铝硅玻璃产品，只能生产有碱的超薄铝硅玻璃，采用浮法工艺制造，大量添加氧化钾、氧化钠等碱金属氧化物来增加导电率从而达到降低熔制温度的目的，氧化钾、氧化钠增加的同时，玻璃产品的理化性能下降，而且只能生产厚度在0.55～6.0mm之间的玻璃，并且所生产的有碱铝硅玻璃膨胀系数大：﹙88～98﹚×10^-7/℃之间,软化点低(830℃)，玻璃厚度无法满足工业设备上高强度、高韧性、高杨氏模量、高软化点、理化性能稳定的工况安全需求。现有技术的3.3高硼硅玻璃钢化后的弯曲强度只能达到120～160Mpa，杨氏模量E(10⁷pa)只有6400，机械强度远远无法满足高温高压液位计玻璃视窗的需要。

本发明的耐高温高压、高韧性的高压液位计无碱铝硅玻璃材料，具备以下几个特性：﹙1﹚具有高软化点：900℃以上。﹙2﹚具有适宜物理钢化的线膨胀系数：﹙40～50﹚×10^-7/℃。﹙3﹚具有较高的杨氏模量：杨氏模量E(10⁷pa)8000以上。﹙3﹚具有高韧性，抗弯强度240Mpa以上。﹙4﹚具有合适的熔制工艺温度。﹙5﹚所述玻璃具有良好的可见光透射率。﹙6﹚具有合适的高压液位计玻璃材料厚度：20～30mm。﹙7﹚具有合适的高压液位计玻璃材料宽度：28mm～40mm，克服了现有材料技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温高压的高压液位计用无碱铝硅玻璃，合理地解决了现有技术的有碱铝硅玻璃无法耐高温高压、软化点低、低杨氏模量、膨胀系数过大、化学稳定性差、玻璃尺寸无法加工成高压液位计或者其他高压玻璃视窗的一系列关键问题。

本发明技术原理：

本发明玻璃材料为无碱铝硅酸玻璃体系，采用多种澄清剂来实现澄清效果，主要为：氧化砷、氧化锑，硝酸钠。使用多种澄清剂其主要目的是避免单一澄清剂使用过程中由于玻璃液过于集中，气泡生长及排出时间受限造成的澄清质量不高等缺陷。优选多种澄清剂组合(wt.％)：As₂O₃0.2～0.5、Sb₂O₃ 0.2～0.5，NaNO₃ 0.1～0.3作为组合澄清剂。

本发明玻璃材料，通过控制玻璃原料的着色离子含量和氧化还原指数，使玻璃的可见光平均透光率大于90％以上，并且根据玻璃组成的不同，其折射率1.530～1.570。本发明中，SiO₂是玻璃形成骨架的主体，是玻璃骨架中起主要作用的成分，SiO₂的质量百分比(wt.％)55～65，SiO₂含量低于55wt.％，不易获得高软化点的玻璃，会降低玻璃的耐化学稳定性；SiO₂含量高于65wt％时，玻璃的高温粘度增加，造成玻璃熔制温度过高。

Al₂O₃属于玻璃的中间体氧化物，Al^3﹢有两种配位状况，即位于四面体或八面体中，当玻璃中氧足够多时，形成铝氧四面体〔AlO₄〕，与硅氧四面体形成连续的网络，当玻璃中氧不足时，形成铝氧八面体〔AlO₆〕，为网络外体而处于硅氧结构网络的空穴中，所以在一定含量范围内可以和SiO₂是玻璃形成的主体。Al₂O₃的质量百分比(wt.％)为14～25。Al₂O₃的含量低于14wt.％，不易获得高软化点玻璃、玻璃耐化学稳定性不足，抗弯强度降低；Al₂O₃的含量大于25wt.％，会增加玻璃高温粘度，使玻璃的熔制温度增加。