[发明专利]固相转换器用玻璃微球的制备方法

说明书

本发明公开一种固相转换器用玻璃微球的制备方法，具体步骤为：按比例将各原材料投入混料机混合均匀，得玻璃混合料；高温使玻璃混合料熔化；将溶化后的玻璃混合液倒入凉水池中进行水淬；水淬后的玻璃混合料烘干后送入破碎机中破碎并利用多级直线筛筛分，获得玻璃粉；将玻璃粉送入烧结炉进行烧结，形成玻璃微球；利用浮力将空心玻璃微球选出弃用，并将剩余的实心玻璃微球烘干，即得固相转换器用玻璃微球。本发明的制备方法，能够通过控制玻璃粉的粒径实现对玻璃微球粒径的控制，通过控制烧结温度实现对玻璃微球圆度的控制，将玻璃微球的实心率提高到99％以上，制备的玻璃微球的软化点和膨胀系数均达到制备固相转换器的要求。

技术领域

本发明涉及一种固相转换器用玻璃微球的制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，在军事工业、航空航天领域的大部分运动物体的控制和监测系统中，不仅需要角位移、角速度的信息，更需要角加速度的相关信息。随着工业自动控制技术的迅速发展，角加速度传感器的应用需求变得越来越多。

液环式角加速度传感器的结构主要由基准板、放大电路及液环构成，其中液环是核心部分，它由液体腔、液体、电极和固相转换器组成。其中固相转换器是多孔网状结构，当液环在运动过程中，在转换器件的内外“固—液”界面处会发生一系列的变化，所形成的电势差通过液环终端的电极接入放大线路进行放大后输出，所以固相转换器是影响整个角加速度传感器性能的重要因素。

液环式角加速度传感器中固相转换器用玻璃微球需要严格控制其软化点和膨胀系数，这要对选定成分范围内与之相对应膨胀系数和软化点对各个成分比例来设计玻璃的组成。另外，由于玻璃原料在熔制过程中产生的气体产物在玻璃体系中的溶解度是不同的，而玻璃的澄清效果及其溶解度直接影响着玻璃成球后性能，从而影响玻璃微球密度，影响玻璃微球实心率，直接影响转换器制备性能，玻璃成分直接影响球化后玻璃微球密度、软化点以及膨胀系数等关键参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种固相转换器用玻璃微球的制备方法，能够通过控制玻璃粉的粒径实现对玻璃微球粒径的控制，通过控制烧结温度实现对玻璃微球圆度的控制，将玻璃微球的实心率提高到99%，制备的玻璃微球的软化点达到740±20℃，膨胀系数达到(80±5)×10^－7，更加符合制备固相转换器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种固相转换器用玻璃微球的制备方法，包括以下步骤：

（1）配制玻璃混合料：按重量百分比将二氧化硅60%～65%、硼酸0.5%～1.5%、石灰石8%～12%、纯碱18%～22%、氧化铝1%～3%、碳酸钾0.5%～1.5%和氧化镁1%～1.5%投入混料机混合均匀，得玻璃混合料；

（2）将玻璃混合料放入坩埚，并将坩埚放入高温电阻炉中，设置高温电阻炉的升温曲线：室温至700℃的升温时间为80～90 min；700℃～1100 ℃的升温时间为110～120min、保温100～120 min；1100～1500 ℃的升温时间60～70 min，保温100～120 min，使玻璃混合料熔化；

（3）玻璃混合料熔化后，将坩埚从高温电阻炉中取出，然后倒入凉水池中进行水淬；

（4）将水淬后的玻璃混合料烘干后送入破碎机中破碎并利用多级直线筛对破碎后的玻璃混合料进行筛分，获得玻璃粉；

（5）将筛分出的直径范围在10 ～30 μm的玻璃粉送入烧结炉进行烧结，烧结温度为1350～1500 ℃，形成玻璃微球；

（6）将玻璃微球放入水槽中，利用浮力将空心玻璃微球选出弃用，并将剩余的实心玻璃微球烘干，即得固相转换器用玻璃微球。