浅谈硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势
安徽蚌埠233000
王寒生
摘要：硼硅酸盐玻璃具有良好的热稳定性和化学稳定性，已在仪器玻璃、器皿玻璃等领域得到了广泛应用；随着玻璃熔制工艺和耐火材料的发展，硼硅酸盐玻璃将在更多的领域得到应用。本文结合实际生产和应用情况，概括和总结了硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势。关键词：硼硅酸盐玻璃、性能、应用现状、发展趋势
一引言
硼硅酸盐玻璃是指基本成分为SiO2：、B2O3。、Na20的玻璃，基本组成范围是：(SiO2)一70％～80％、(B203)一6％～15％、(Na20)一4％～10％、(A120。)一O～5％、(Ba0)一0～2％、(Ca O)=o～2％。几种典型的代表成分如下：硼硅酸盐玻璃几种典型代表成分研究表明[1_2]，其中Na。O提供游离氧，使硼氧三角体[BO。]转变为硼氧四面体[B2O3]，硼的结构由层状转变为架状，为B203。与SiO2：形成均匀一致的玻璃创造条件；B2O3。以[B2O3]或[B2O3]进人玻璃结构，尤其是当其以[B2O3]与[SiO2。]共同组成结构网络时，使网络完整性和紧密程度增加，因此硼硅酸盐玻璃具有许多优良的性能：如良好的热稳定性和化学稳定性、机械性能和工艺性能好、优良的光学性能等。硼硅酸盐玻璃与普通钠钙硅玻璃相比，在许多方面有其优越性：
（1)热学性能
硼硅酸盐玻璃由于其高含量的SiO2：与B2O3。使得其网络完整性和致密度较普通钠钙硅玻璃好，具有优良的热学性能。如其热膨胀系数一般小于60×10_7／℃，而普通钠钙硅玻璃约为(90～100)×101／℃；硼硅酸盐玻璃耐热冲击性△T一般大于150℃，被称为硬质玻璃或特硬玻璃，普通钠钙硅玻璃则小于100℃。因此硼硅酸盐玻璃具有较好的热稳定性，可被应用于器皿炊具、建筑防火等领域。
(2)光学性能
原料纯、混合均匀和加工精密，加之本身的优良性能，导致硼硅酸盐玻璃具有较高的透光率。较好的透光性能、较高的表面平整度和较低的荧光性能，使得硼硅酸盐玻璃可被应用在电泳、光学、光子学和光电学等领域。由于硼硅酸盐系统比硅酸盐系统对稀土氧化物的溶解能力大，玻璃形成范围相对较广，因此稀土硼硅酸盐系统成为人们研究稀土光学玻璃的主要系统。研究表明[3]，含镧硼硅酸盐玻璃系统可有望作为发展高密度玻璃的系统。
(3)机械性能
硼硅酸盐玻璃不仅具有较高的抗热冲击强度，还具有较高的表面硬度‘4|，可以防止刮痕；同时，其密度比普通钠钙硅玻璃低12％左右(硼硅酸盐玻璃一般为2．3 g／cm3，钠钙硅玻璃一般为2．5 g／cm3)。这些显著的优势意味着硼硅酸盐玻璃将得到许多重要的应用，如用作建筑尤其是高层建筑用玻璃，将大大降低整体建筑物的重量，这也符合现代建筑发展的轻质高强方向；还可用作防弹玻璃和装甲车玻璃等。此外，由于其强度高、重量轻、键合强度高，如果将其应用在需要叠层、夹层的领域时，会极大地降低成本、体积和重量。
(4)化学性能
硼硅酸盐玻璃除了具有良好的抗酸抗碱性，它还具有相当好的抗水解性，比钠钙硅玻璃高两个等级。它可以抵抗空气中的水蒸汽，甚至含液态酸或碱的水的侵蚀。而钠钙硅玻璃则不同，会明显地受到侵蚀。特别是对于玻璃表面的微裂纹，硼硅酸盐玻璃不会由于潮湿空气中的水分子作用而引起裂纹扩张，因而表现出较好的水稳定性，而钠钙硅玻璃
则不同。
二应用现状
如前所述，由于硼硅酸盐玻璃具有许多独特优异的性能，该系统的玻璃得到了广泛的应用和发展，可按应用领域来划分。
2．1仪器玻璃
仪器玻璃是指用于制造化学、生物和实验室器皿、管材和装置的玻璃。仪器玻璃已被广泛用于科研、文化教育、化工、医药卫生及各种工业生产以及宇航、激光、生物工程、核工程等高新技术领域。对仪器玻璃，其要求是：化学稳定性好、热稳定性好、机械强度高、工艺性能好等。而这正好与硼硅酸盐玻璃具有的优良性能相吻合，此类玻璃具
有较高含量的SiO2。与B2O3。仪器玻璃种类繁多。按其性能、用途和工艺可分为：①化学器皿：如烧杯、烧瓶、曲颈瓶、蒸发皿等；②物理、化学仪器：如微量蒸馏烧瓶、微量蒸馏管、分馏管、试管等；③厚壁制品：如酒精灯、钟罩、干燥器、水槽等；④量器：如沉淀管、量筒、量杯、滴定管等；⑤温度计制品：如温度计、比重计、酒精计等。
2．2器皿与炊具玻璃
玻璃器皿是玻璃工业的一个重要分支，基本属于压制和吹制类玻璃制品，其产量仅次于平板玻璃和瓶罐玻璃而位居第三。其特点是：透明度高、颜色艳丽、富有光泽、热稳定性和化学稳定性好、机械强度高。其中玻璃炊具要求抗热冲击性好，一般在150℃以上才能直接用明火加热。用于玻璃炊具的玻璃主要有硼硅酸盐玻璃和微晶玻璃两大类。它们的特点是热膨胀系数低(一般在40×10_7／℃以下)、抗热冲击强度高(一般在150℃以上)。除用于炊具外，它还用于电炉的面板、微波加热器的顶板等厨房用加热部件。
2．3药用玻璃
药用玻璃是医药包装行业的一个主要分支，也是整个医药工业的一个重要组成部分。药用玻璃通常是指较高化学稳定性的中性玻璃。它要求化学稳定性高、密封性好、机械性能强等，此类玻璃以硼硅酸盐玻璃为主。几种主要的药用玻璃为：
(1)安瓿玻璃。指灌装针剂或药粉用的细颈薄壁玻璃小瓶。安瓿玻璃最为重要的是它的化学稳定性，这种玻璃的基础组成为硼硅酸盐玻璃。水针剂主要为安瓿玻璃，目前国内市场年需求量为290亿支，我国医药针剂将以每年5％的速度增长，2010年将达到375亿支，10％～
15％的针剂需要耐强酸、强碱及避光的安瓿。
(2)输液瓶，又称盐水瓶。其化学组成以铝硼硅酸盐或低硼硅酸盐玻璃为主。主要用来盛装生理盐水、葡萄糖溶液等药液，要求这种药瓶具有良好的中性，一定的抗热震性和机械强度。
(3)注射器玻璃。通常以铝硼硅酸盐玻璃制造，使用前必须经高压蒸气消毒灭菌，以防止细菌感染。因此，要求注射器玻璃具有良好的耐热性能和较好的化学稳定性。
2．4眼镜玻璃和视镜
光致变色玻璃一般分为均相型和异相型两大类，异相型光致变色玻璃形成系统十分广泛，其组成主要为硼硅酸盐玻璃。光致变色玻璃最普遍用作眼镜玻璃，以外，也可以用于汽车防护玻璃、激光防护、航天器的窗口材料、新型仪器的开关等。工业玻璃视镜是在一定温度和压力条件下使用的透视窗口玻璃，具有透明度高、耐温、耐压、化学稳定性好等特点。目前研制生产的玻璃视镜有“无碱铝硅玻璃视镜”、“硼硅酸盐玻璃视镜”、“石英玻璃视镜”三大系列，数个品种。工业玻璃视镜广泛用于石油、化工、医药等行业的管道、阀门、裂解炉、储液罐等压力容器和仪器仪表。
2．5玻璃纤维
生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。目前国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分主要有4种：E一玻璃，亦称无碱玻璃；C一玻璃，亦称中碱玻璃；A～玻璃，亦称高碱玻璃；E—CR玻璃，是一种改进的无硼无碱玻璃。目前应用最广泛的一种玻璃纤维是被称为E一玻璃的一种硼硅酸盐玻璃，它具有良好的电气绝缘性及机械性能，广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维，也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维，它的缺点是易被无机酸侵蚀，故不适于用在酸性环境。
2．6玻璃鳞片防腐蚀涂料
采用玻璃鳞片制成的重防腐蚀涂料，在国外60年代就使用在各重大防腐工程上，收到良好的防腐效果，引起了世界各国涂料专家的广泛注意。玻璃鳞片美国欧文斯——康宁公司(Owens Corning)发明，1957年获得了玻璃鳞片及其涂料的第一个专利。据有关资料介绍[5]，制鳞片用的玻璃一般采用硼硅酸盐玻璃。之所以选用硼硅酸盐玻璃，是因为其良好的化学稳定性，尤其是耐酸耐碱性好。
2．7．太阳能真空集热管
国内已有年产200万支太阳能真空集热管的厂家，它是通过一流的高新技术和设备，以高硼硅玻璃3．3(特硬料)为材料，采用具有国际先进水平的溅射选择性吸收涂层工艺，该产品具有吸收率高、强度好、抗冰雹冲击、耐酸碱、保温性能好等特点，各项技术指标和性能均居国内领先水平，使用寿命长达15年以上。以全玻璃真空太阳集热管为吸热元件研制的太阳能热水器产品，对太阳光有极高的吸收率(93％以上)和极低的热发射率(6％以下)，对热传导、热损失率降到最低限度。
3发展前景和趋势
硼硅酸盐玻璃具有许多优良的性能，但在普通池炉熔化硼硅酸盐玻璃时，存在一些问题‘6|：熔化温度高、黏度大、澄清时间长，硼易挥发、分层和分相等。尤其是熔化温度高、黏度大Ⅲ、腐蚀性大等特点导致其难以满足浮法成形工艺，这些问题极大地限制了其优良性能的完全发挥和大规模的应用；同时也对耐火材料和加热元件提出了更高的要求。随着耐火材料性
能的提高、玻璃电熔窑技术嘲的发展以及玻璃加工技术的进步，将使浮法生产硼硅酸盐玻璃技术得到迅速发展，使其优异性能得以充分发挥成为可能，其应用领域将得到极大的拓宽和深入。
3．1显示器玻璃
平板显示器已经成为人们日常生活的一部分。难以想象，如果没有显示器，我们的信息交流和技术操作将如何实现。从手表盘、温度仪和指示仪、通讯终端设备，如传真机、移动电话到台式计算机和电视机设备，硼硅酸盐玻璃都得到或即将得到广泛的应用。
全国性建材科技期刊——《玻璃》2004年第5期总第176期
尤其是液晶显示器(LCD)现在已成为平板显示器中的新宠儿，并已经成为一种潮流。所有
这些显示器的一个共同点是：使用的玻璃基片必须是高质量、薄厚度的特殊玻璃，并且在此玻璃片上能进行精密存储。对此玻璃基片的要求高、标准严、几乎无缺陷(<50”m)并且表面平整度高；热膨胀系数与晶体功能层相匹配，不含碱金属，优良的化学稳定性，最重要的是热稳定性。伴随玻璃加工技术的发展，显示器玻璃将向着大尺寸、薄厚度的方向发展，这些要求只有通过浮法技术才能得以实现。液晶显示(LCD)器件是一种本身不发光的平板显示(FPD)器件。因为液晶本身不发光，因此LCD器件需通过外来光源实现透射或反射显示。在开发LCD用有机LED(OLED)背光源方面口?，英国牛津大学A．Mo.stey等人以硼硅酸盐
玻璃为基底玻璃开发出了一种绿光、两种蓝光的LCD用OLED背光源器件，具有响应速度快、耐冲击、亮度高、工作温度范围宽等优点。
3．2建筑用防火玻璃
建筑用防火玻璃德国是欧洲最早研制生产防火玻璃的国家之一，以其生产浮法硼硅酸盐透明钢化防火玻璃而著称于世界。德国的Schott公司制造的Pyrans防火玻璃产品，是世界上唯一的用浮法工艺生产的单片硼硅酸盐防火玻璃，它集优良的抗热冲击性能及浮法玻璃极好的光学性能于一身，提供近乎完美的视觉效果，不仅在本国市场，而且在欧洲各国均受到
欢迎。该产品的特点是所用玻璃基片均为经过钢化处理后的透明硼硅酸盐玻璃。为此，该防火玻璃与其他类防火玻璃相比较，更具有较低的热膨胀系数，其防火能力一般可达60～120 min以上，甚至在1000℃高温辐射下，仍具有防火能力口¨。其产品规格较多，有5 mm、6．5 mm、7．5 mm、10 mm、12mm等；并通过了英国标准BS6206，即用一45kg的袋子从457 mm 高垂直落在玻璃表面而不破裂，这是为了保证人在撞击玻璃时的安全问
题[12]。随着现代建筑对安全防火要求的提高，单片硼硅酸盐防火玻璃将在世界范围内得到更加广泛的应用和发展。
3．3光电池
资源与能源问题已经成为当今世界各国高度重视的问题，光电池作为一种可再生能源将成为21世纪的关键技术。目前，在光电材料中硅晶片仍然占据主导地位。然而，其价格非常昂贵，长远来看，它不可能大规模、大尺寸地生产。因此，光电池的发展趋势将是高效能薄膜太阳能电池，即减少层数和厚度，以此来降低成本。也就是说，将采用一层基片玻璃和一层覆盖玻璃。此基片玻璃要求能承受相当程度的热负荷(550～630℃)，能抵制化学侵蚀，此外还要满足机械强度要求等。而硼硅酸盐玻璃的良好的热膨胀性和热稳定性可以与无定形的硅晶片相匹配。
4总结与展望
综上所述，硼硅酸盐玻璃以其优异的性能得到了广泛地应用和发展，其应用领域从实验室用
仪器玻璃到建筑用防火玻璃；从日常生活用器皿炊具玻璃到特种显示器玻璃；从普通化工领域到精密光电学领域，领域之广、范围之深是其它品种玻璃所不可比拟的。伴随着玻璃熔化技术的提高，玻璃成形加工技术的进步，硼硅酸盐玻璃将会得到更大的发展和应用。硼硅酸盐玻璃的应用可以说才刚刚起步，其巨大的发展前景是普通钠钙硅玻璃所无法比拟的。今后硼硅酸盐玻璃将朝着多规格、大尺寸、多功能、高质量、大规模的方向发展。世界各国科技工作者已经对硼硅酸盐玻璃给予了极高的关注，伴随着人们对玻璃的要求和需求不断上升，硼硅酸盐玻璃将在玻璃行业中扮演重要的角色。
参考文献
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高硼硅玻璃介绍（硼硅酸盐玻璃导言） 作者：发布时间：2010-07-05 15:19:53 浏览次数：106 硼硅玻璃是一种主要的玻璃玻璃形成成分二氧化硅和氧化硼的类型。硼硅酸盐玻璃是最良好具有非常低的热膨胀系数，使他们的抗热冲击已知的，更何况比其他任何普通玻璃。硼硅酸盐玻璃最早是由德国玻璃制造奥托肖特于19世纪的品牌下出售“杜兰杜兰“于1893年。康宁玻璃工程推出后，在1915年耐热，它成为一个在英语世界（但1998年以来，耐热厨房品牌，硼硅玻璃的代名词，是不再硼但钠钙玻璃制造）。 大多数硼硅玻璃是明确的。彩色高硼硅，对艺术玻璃行业，是一次广泛引进保罗特拉特曼1986年成立诺斯斯塔玻璃厂在市场上。现在有一个在美国小企业数量和国外的制造和彩色的硼硅玻璃艺术玻璃市场销售。 除了石英，碳酸钠，碳酸钙和传统的玻璃制作使用，硼是用于硼硅酸盐玻璃制造。通常情况下，所产生的玻璃成分是二氧化硅约70 ％，10％氧化硼，氧化钠8％，8％氧化钾，1％氧化钙（石灰）。虽然有点难度，使比传统玻璃（康宁公司的业务进行了重大改革，使之），它是经济生产，因为其卓越的耐用性，化学性和耐热性表现在化学实验室设备，厨具，灯饰，优良的使用在某些情况下，Windows 。 制造过程 硼硅酸盐玻璃制造，加入硼传统玻璃制造的“釉料的水玻璃砂，苏打水“ ，和地面石灰。由于硼硅玻璃在比普通硅酸盐玻璃较高的温度融化，还需要一些新的技术，使工业生产。从焊接贸易借款，结合新的天然气燃烧氧气的需要。 组成和物理特性 硼硅酸盐玻璃具有非常低的热膨胀系数，约有三分之一的普通玻璃。这将减少因温度应力梯度材料造成的，从而使更多的抗断裂。这使它成为像望远镜反射镜，它是必不可少的对象受欢迎的材料有非常小的形状偏差。它还可用于高放射性核废料，其中废物玻璃固定在一个名为通过诸如玻璃化进程（与人造岩石对比处理）。 硼硅酸盐玻璃开始软化约821 ℃（1510 ℉），在此温度下， 7740型粘度高硼硅为107.6砝码。 硼硅酸盐玻璃低于普通玻璃致密。 虽然越来越多的抗性比其他类型的玻璃热冲击，硼硅玻璃仍然可以打击或粉碎时受温度变化迅速或不均匀。当破碎，硼硅玻璃裂纹往往把大块，而不是粉碎（它将单元，而不是分裂）。
图1．4-1表示对几组铝硼硅酸盐玻璃折射率测定与计算结果，第一组玻璃系统i6Na20·4820a·xAl20a·(80一x)Si02中B20a合量不多，当以AlzOa代替BzOa时oo测定值上升并且出现极大值．第二组玻璃系统16NazO·16820a·xAl20a·(68一x)Si02中B20a 含量较高，同样以A1205代替Si02寸，。。测定值下降．因此，用上述四种方法计算得到十分不一致的结果：用格拉尔特与杜勃鲁尔和赫根撕法计算，两种系列玻璃折射率皆上升；而 用乔姆金娜法计算折射率皆下降； 只有阿本怯计算结果才符合玻璃折射率实际变化方向．5]．4—2表示玻璃成分及挂导各组分部分性貭(或计算系数)的方法物重量分数‘7j或分子分数：141，硅酸盐重量分数r‘l 或分子分数，离子浓度Iu’和容积分数等方式，以氧化物的含量来表达玻璃的组成是一般惯用的，也是比较简单而合理的方法．这并不意味着承亩玻璃由一些单独的氧化物分子所构成，根据现代玻璃结构概念，由于极性共价键存在，玻璃看成离子与分子过渡结构状态，因此既不能看成纯离子的堆积也不能看成某一化合物分子的组合 ．但是，实际上玻璃成份靠化学分析来确定，而化学分析结果常以氧化物来表示．同时玻璃成份以氧化物表示时也直接可以比较氧化物在玻璃中性貭与单独氧化物晶体的性貭．为实用方便起见，玻璃成份可以用重量分数表示．但是在寻找玻璃性貭变化规律时，用重量分数表示玻璃成份混乱了一切有用的规律．如图1．4-2所示，当某一二元系统以分子分数表示玻璃成份时，成份与性貭间是直绝变化，玻璃性貭可按加和原则计算，而以重量分数表示时随两者分手量之比。。M2／MJ不同，可以得到各种不同形状的曲钱．在不／·’同系统玻璃中相同的si05分子分数表示了相同的硅氧四面体骨架连接程度，
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e117797922.html, 硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势 作者：武延平 来源：《建材发展导向》2015年第03期 摘要：硼硅酸盐玻璃主要包括不含碱金属氧化物的高硼低硅硼硅酸盐玻璃，以及含碱硼 硅酸盐玻璃。硼硅酸盐玻璃具有良好的化学稳定性和热稳定性，因此硼硅酸盐玻璃也在器皿玻璃和仪器玻璃领域得到广泛应用，而随着耐火材料和溶制工艺的发展，硼硅酸盐玻璃也可以得到更为广泛的应用。文章将结合硼硅酸盐玻璃的实际生产情况、玻璃特性和应用情况，对硼硅酸盐玻璃的发展趋势进行分析。 关键词：硼硅酸盐玻璃；特性；发展趋势 硼硅酸盐玻璃的基本成分主要由SiO2、B2O3、Na2O组成，通过研究我们可以发现，在 硼硅酸盐玻璃中硼氧三角体[BO3]能通过Na2O提供的游离氧，讲硼的结构从层状转变为架状，并成为硼氧四面体[BO4]，这种变化为B2O3和SiO2提供了重组条件，有利于形成均匀一致的玻璃形状。而B2O3以[BO3]或[BO4]进入到玻璃结构后，结构网络的完整性和紧密程度将大幅度提升，特别是以[BO4]与[SiO2]共同组成的结构网络，更是让硼硅酸盐玻璃具备众多优良性能。使得硼硅酸盐玻璃能具有良好的化学稳定性、机械性能、光学性能和热稳定性。 1 硼硅酸盐玻璃的优良性能 与普通品种玻璃相比较，硼硅酸盐玻璃的光学性能、化学性能、热学性能和机械性能具有明显的优势。 1.1 光学性能。由于硼硅酸盐玻璃的制作过程中，原材料混合较为均匀，加工程序精密，这使得硼硅酸盐玻璃在自身优良性能的基础上，具有较高的透光率。而硼硅酸盐玻璃也因较低的荧光性能、较高的平面完整度和较好的透光性能，被广泛应用于光学、光电学、电学和光子学等领域中，而硼硅酸盐系统对稀土氧化物的溶解能力，要优于硅酸盐系统，能使得硼硅酸盐玻璃的形成范围更为宽广，而硼硅酸盐玻璃的光学性能研究领域，也将稀土硼硅酸盐系统作为稀土光学玻璃的主要系统。通过研究可以发现，含镧硼硅酸盐玻璃系统能发展高密度的玻璃系统，强化玻璃的光学性能。 1.2 化学性能。构成硼硅酸盐玻璃的基本成分，使其具有较好的抗酸抗碱性，而硼硅酸盐玻璃的抗水解性也比普通钠钙硅玻璃高出几个等级，能够良好的抵抗空气中水蒸气，甚至是液态酸或碱的侵蚀效果。与普通钠钙硅玻璃相比，硼硅酸盐玻璃能较强的抵抗化学侵蚀，并且对于玻璃表面的微裂纹，普通钠钙硅玻璃则会由于潮湿空气中的水分子作用，引发裂纹扩张。而那硅酸盐玻璃则具有较好的水稳定性，由于普通钠钙硅玻璃。
第31卷 第22期 2009年11月武 汉 理 工 大 学 学 报J OURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l .31 N o .22 Nov .2009DOI :10.3963/j .issn .1671-4431.2009.22.008 Al 2O 3对低熔点硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响 陈珍霞,全 健,钟韵鸣 (武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉430070) 摘 要: 通过红外光谱分析了外加Al 2O 3后硼硅酸盐玻璃的结构变化,测试了玻璃的热膨胀系数、膨胀软化温度和化学稳定性。研究结果表明:硼硅酸盐玻璃中引入Al 2O 3后,随着Al 2O 3加入量的增加,玻璃结构中[BO 3]增多,[BO 4]减少;玻璃的热膨胀系数先增大后降低,软化温度降低;硼硅酸盐玻璃中引入适量Al 2O 3后对玻璃的化稳性有改善作用。关键词: 低熔点; 硼硅酸盐玻璃; Al 2O 3; 结构; 热膨胀系数; 化稳性 中图分类号: T Q 171.71文献标识码: A 文章编号:1671-4431(2009)22-0026-04 Effect of Al 2O 3on Structure and the Thermal Propertities of Low -melting Borosilicate Glass CHEN Zhen -xia ,QUAN J ian ,ZHONG Y un -m ing (Key Laboratory of Silicate M aterials Science and Engineering of M inistry of Education , Wuhan University of T echnology ,W uhan 430070,China ) Abstract : T he structure of borosilicate g lass was analyzed by IR .T he thermal expansio n coefficient ,expansio n softening temperature and chemical stability were tested .T he results show that :when Al 2O 3is added into borosilicate glass ,with Al 2O 3increasing ,[BO 3]increases and [BO 4]decreases in glass structure ;the thermal ex pansion coefficient increases ,then reduces ,and ex pansion softening temperature of glass reduces .And the addition of moderate Al 2O 3can promote the chemical stability ,but excessive content will have a bad effect o n it . Key words : low -melting ; borosilicate g lass ; A l 2O 3; structure ; thermal expansio n coefficient ; chemical stability 收稿日期:2009-06-26. 作者简介:陈珍霞(1985-),女,硕士生.E -mail :chenzhenxia @https://www.doczj.com/doc/e117797922.html, 低熔点玻璃是指熔点显著低于普通玻璃的封接玻璃、焊接玻璃、表面涂层及珐琅熔块,其广泛应用于真空电子技术、微电子技术、激光和红外技术、电光源、高能物理和航天工业、能源、汽车工业、化学工业、工业测试等领域,实现玻璃、陶瓷与多种金属材料之间的封接。 目前国内外大多数领域采用的低熔点玻璃常含有Pb 、Cd 、Hg 、Ti 等重金属元素。大部分商用封接玻璃中PbO 含量都很高,有的甚至高达70%。PbO 虽然具有一系列的优点,如熔融温度低、烧成范围宽、折射率大、提高光泽度等,但也存在许多不足之处,其中最重要的就是这种玻璃中含有的PbO 会对人体健康和环境造成极大的危害[1,2];因此,研究无铅玻璃系统的必要性就凸现出来。 硼硅酸盐玻璃体系本身具有良好的热稳定性、化学稳定性、耐水性和机械性能,还具有适应性强、成本低等优点[3],硼硅酸盐玻璃是替代无铅低熔点玻璃的重要系统。硼硅酸盐玻璃中硼存在的2种配位状态,
耐高温硼硅酸盐玻璃 硼硅酸盐玻璃隶属低膨胀硼硅酸盐系列，膨胀系数3.3，玻璃质量完全符合ISO3583国际标准，经切割、磨边，高温钢化处理等多项工艺制作而成，具有良好的物理及化学性能。 彭硅酸盐玻璃的含硅量在80％以上，玻璃的内部结构稳定性极为良好，因而具有较好的机械性能和化学性能；由于它的低热膨胀系数，能更好地耐受较高的温差变化，并具有良好的灯焰加工性能，是制造实验室用各种加热器皿、结构复杂的玻璃仪器、化工设备和压力水表玻璃等的良好玻璃材料。广泛应用于化工搪瓷压力容器设备、轻工冷冻、印染、造船、防爆器材等机械视镜配套部件。 一、产品执行标准：执行国家HG/T2144-91化学工业部设计的HGJ501-86-0技术条件及联邦德国标准：DIN 52313-78《玻璃制品的耐温度交变性能的确定》。 二、产品型号及大小：按客户要求生产。 三、产品质量技术指标： 1、化学成份： SiO2:81% B2O3:13% Na2O/K2O:4% Al2O3:2% 2、机械特性： 密度ρ（25℃） 2.2g/cm3 杨氏模数64kN/mm3DIN 13316 努氏硬度480 ISO9385 泊松比0.2 DIN 13316 抗弯强度25Mpa DIN 52292 T1
3、热学特性： 线性膨胀系数 3.25*10-6K-120-300℃热容0.83KJ*(kg*K)-120-100℃ 导热系数 1.2W*(m*k)-190℃ 4、最高工作温度： 热稳定性△T300℃（厚度5T测试）冷热冲击强度值短期使用500℃（厚度5T测试）＜10h 长期使用450℃（厚度5T测试）≥10h 5、玻璃的粘度： 粘度 工作点104 dpas 1270℃ 软化点107.6 dpas 820℃ 退火点1013 dpas 560℃ 应变点1014.5 dpas 520℃ 转变温度525℃ 6、玻璃的化学性能： ISO 719/DIN 12 111 HGB1 耐水性 ISO 720 HGA1 耐酸性ISO 1776/DIN 12 116 1 耐碱性ISO 695/DIN 52 322 A2 7、玻璃的耐化学腐蚀性： 试剂重量损失目视检查结果/外观 24 h at 95℃ 5VO1.% HCI ＜0.01 无变化 0.02n h2SO4＜0.01 无变化 H2O ＜0.01 无变化 6 h at 95℃ 5%NaOH 1.1 白斑 0.02 n NaOH 0.16 白色浑浊 0.02 n Na2CO30.16 无变化 20 min at 23℃
陨石夜明珠与硼铝酸锶 作者：达明辉 大约在前十年左右，在收藏界突然出现一种能发光的卵石，被中国的拍卖公司热炒，在网上也编出各式各样的神奇故事，把它称为是天上掉下来的陨石夜明珠，估价及拍卖价格更炒成天价，几百万，几千万，甚止上亿，但在淘宝网上马上就出现大批的与其外形极其相似的商品，也能发光，也自称纯头然陨石夜明珠，价格才三四十元一枚，作者发现，其中有些是人造发光粉产品，有些的確是天然产品，可能是地下大量刨出来的，但品质很次，其发光芯材无法利用，但这种天然发光物的科学解释到底是什么物质並无人知晓，直到前几年中国有家研究单位宣告成功合成人造硼铝酸锶发光宝石，人们才把所有天然陨石夜明珠同硼铝酸锶联系起来，认为它就是人造的硼铝酸锶，现在市场上出现很多自称为硼铝酸锶的发光饰件，珠子及发光原石，价格很底廉，一颗乒乓球大的硼铝酸锶夜明珠也就一二百元，但人造硼铝酸锶是一件科技含量很高的工艺技术，国内也只有少数几个有科技实力的大公司才刚刚研製成功，需要渗加很昂贵的稀土素，需要多次高达1300度的温烧结，而且至今技术尚未完全过关，制成的硼铝酸锶发光宝石很小，在耐磨，耐腐方面尚未完全过关，只能烧制小型玉石，产品成本很高，那么，市场上大量的硼铝酸锶发光体是从那里得来的？小公司，小作坊不可能有这样的技术力量烧製大体积的硼铝酸锶发光玉石，而其售价之低廉又远低于大公司的製作成本，所以作者一直对此存有怀懝，根据作者撑握的信息，有些藏家收藏的陨石夜明珠原石的確来自自然界，如从海边，沙漠或矿山等。 有藏家将自己收藏，並十分自信为天然原石的天然夜明珠原石去中国宝玉石协会鉴定，他们认为这是人造的，是人造硼铝酸锶，並且不承认它们属于国家认定的宝玉石范畴，又将此类天然夜明珠原石拿至中国地质矿产部门的研究所鉴定，他们也认为这不是天然矿物，而是人造物，是人造硼铝酸锶，问题是那个公司有能力烧製这么大的硼铝酸锶玉石（3一5公斤）。 藏家将此种发光原石送至北京中博文物鉴定所鉴定，鉴定报告为天然陨石荧石夜明珠，但本文作者可以肯定，它既不是陨石，也不是荧石（氟化钙），其鉴定结果中只有二个字说对了，它是天然的，而非人造物体，该所的捡测专家说，他可以負法律责任说，这类发光石是天然原石，而非人造物，这一点比中国宝玉石协会和中国地矿所伟大，中博文物捡定所给出一份X荧光光谱分析报告，列出该原石中各种元素含量的百分比，现列如下； 铝，45.8, 硅，32.3, 锆，6.7, 锶，6.3 这四种元素含量佔原石中总体含量的百分之九十以上，,其它还有很少量的地球上常见元素，钠，镁，铁，锌等。 ，注意，原石中不含硼，硼的含量为零，这表明，中国的所有专家，宝王石学会，地矿所，及中博文检所对这种天然原石的判断全错了，这种发光原石不是硼铝酸锶，原石中也不含钙，因此，它也不可能是以氟化钙为主体的熒石矿石。
浅谈硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势 安徽蚌埠233000 王寒生 摘要：硼硅酸盐玻璃具有良好的热稳定性和化学稳定性，已在仪器玻璃、器皿玻璃等领域得到了广泛应用；随着玻璃熔制工艺和耐火材料的发展，硼硅酸盐玻璃将在更多的领域得到应用。本文结合实际生产和应用情况，概括和总结了硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势。关键词：硼硅酸盐玻璃、性能、应用现状、发展趋势 一引言 硼硅酸盐玻璃是指基本成分为SiO2：、B2O3。、Na20的玻璃，基本组成范围是：(SiO2)一70％～80％、(B203)一6％～15％、(Na20)一4％～10％、(A120。)一O～5％、(Ba0)一0～2％、(Ca O)=o～2％。几种典型的代表成分如下：硼硅酸盐玻璃几种典型代表成分研究表明[1_2]，其中Na。O提供游离氧，使硼氧三角体[BO。]转变为硼氧四面体[B2O3]，硼的结构由层状转变为架状，为B203。与SiO2：形成均匀一致的玻璃创造条件；B2O3。以[B2O3]或[B2O3]进人玻璃结构，尤其是当其以[B2O3]与[SiO2。]共同组成结构网络时，使网络完整性和紧密程度增加，因此硼硅酸盐玻璃具有许多优良的性能：如良好的热稳定性和化学稳定性、机械性能和工艺性能好、优良的光学性能等。硼硅酸盐玻璃与普通钠钙硅玻璃相比，在许多方面有其优越性： （1)热学性能 硼硅酸盐玻璃由于其高含量的SiO2：与B2O3。使得其网络完整性和致密度较普通钠钙硅玻璃好，具有优良的热学性能。如其热膨胀系数一般小于60×10_7／℃，而普通钠钙硅玻璃约为(90～100)×101／℃；硼硅酸盐玻璃耐热冲击性△T一般大于150℃，被称为硬质玻璃或特硬玻璃，普通钠钙硅玻璃则小于100℃。因此硼硅酸盐玻璃具有较好的热稳定性，可被应用于器皿炊具、建筑防火等领域。 (2)光学性能 原料纯、混合均匀和加工精密，加之本身的优良性能，导致硼硅酸盐玻璃具有较高的透光率。较好的透光性能、较高的表面平整度和较低的荧光性能，使得硼硅酸盐玻璃可被应用在电泳、光学、光子学和光电学等领域。由于硼硅酸盐系统比硅酸盐系统对稀土氧化物的溶解能力大，玻璃形成范围相对较广，因此稀土硼硅酸盐系统成为人们研究稀土光学玻璃的主要系统。研究表明[3]，含镧硼硅酸盐玻璃系统可有望作为发展高密度玻璃的系统。 (3)机械性能
硼是一种典型的非金属元素。硼在自然界中只以化合物形式存在，但在地壳中分散状态的硼却分布广泛，而且是地表水、地下水、岩浆喷气、矿泉水和所有岩层的气液包裹体中所具有的元素。 硼也是非常分散的、典型的亲石元素，广泛分布于各种成因、不同类型的岩石中。 硼矿物几乎在地质旋回的所有阶段都可以形成，从岩浆作用到表生作用，在内生条件和外生条件下均可以形成工业富集。 硼矿是一种用途广泛的化工原料矿物。它主要用于生产硼砂和硼酸以及元素硼。硼在玻璃、冶金、医药、搪瓷、油漆、日用化工、农业以及国防尖端工业等部门都是不可缺少的。因此，硼资源的开发、利用，对于现代工业的发展，具有越来越重要的作用。 一、矿物原料特点 世界上含硼矿物很多，根据含硼矿物的化学组成，可将其分为三类：硼硅酸盐矿物、硼铝硅酸盐矿物和硼酸盐矿物。其中，硼硅酸盐矿物主要是硅钙硼石和赛黄晶；硼铝硅酸盐矿物主要有电气石和斧石。这两类硼矿物中，除了硅钙硼石尚具有工业价值外，其他或是难以加工，或因未大量聚集成工业矿床而意义不大。目前，作为硼工业原料的主要是第三类——硼酸盐矿物。这类矿物有100多种，但作为工业硼资源开发利用的仅有10余种，如天然硼砂、遂安石、硼镁石、硬硼钙石、天然硼酸、钠硼解石、柱硼镁石等。在中国，硼镁石、遂安石、硼镁铁矿、硼砂、钠硼解石、柱硼镁石等均可形成大、中型矿床。下面分别简介一下几种主要硼酸盐矿物的物理、化学性能。 硼镁石Mg2［B2O4(OH)］(OH)：B2O3的理论含量为41.38%；呈纤维状、板状、柱状晶形；具有丝绢光泽；颜色有白、灰、浅黄色；密度为2.62～2.75 g/cm3，莫氏硬度3～4，不溶于水。 硼镁铁矿（Mg·Fe)3 Fe［BO3］O2：B2O3的理论含量17.83% ；形态有针状、柱状、纤维状、短柱状-粒状集合体等多种晶形；具有珍珠、金刚光泽；颜色有黑色和黑绿色；密度为3.6～4.7 g/cm3；莫氏硬度5.5～6；不溶于水。 天然硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O：B2O3的理论含量是36.51% ；形态为晶体或致密块状、土状集合体；颜色有白色、浅灰色和浅黄色；密度为1.69～1.72 g/cm3；莫氏硬度2.0～2.5；可溶于水。 遂安石Mg2(B2O5)：B2O3的理论含量46.34%；形态有板柱状、楔状、竹叶状、针状、纤维状等多种晶形；呈玻璃油脂光泽；有白色或淡褐色；密度为2.91～2.93 g/cm3；莫氏硬度5.9；不溶于水。 钠硼解石NaCa(H2O)6［B3B2O7(OH)4］：B2O3的理论含量42.95% ；晶形有纤维状、针状集合体两种；呈玻璃、丝绢光泽；无色或白色；密度1.65～1.95 g/cm3；莫氏硬度2.5；难溶于水。 硬硼钙石Ca(H2O)［B2BO4(OH)3］：B2O3的理论含量50.81% ；形态为等粒状、放射状、致密状集合体；有玻璃、金刚光泽；白色或无色；密度2.41～2.44 g/cm3；莫氏硬度4.5～5；不溶于水。 柱硼镁石Mg［B2O(OH)3］：B2O3的理论含量42.46% ；有柱状、短柱状和纤维状3种晶形；玻璃光泽；颜色有白色、灰白色或无色；密度2.3 g/ cm3；莫氏硬度3.5。 二、用途与技术经济指标 （一）硼矿物的主要用途
高硼硅玻璃的熔制 第一篇高硼硅玻璃简介 一、玻璃的概念及性质 二、高硼硅玻璃简介 三、高硼硅玻璃生产工艺流程 一、玻璃的概念及性质 玻璃是一种熔融、冷却、固化的非结晶态的无机物。具有透明，坚硬，良好的耐腐蚀、耐热和电学、光学性质；能够用多种成型和加工方法制成各种形状和大小的制品；可以通过调整化学组成改变其性质，以适应不同的使用要求。高硼砂玻璃主要组成成份： SiO2,Al2O3,B2O3,Na2O+K2O 。 二、高硼硅玻璃简介 1、高硼硅玻璃的性质 （1）有很低的热膨胀系数，因而热稳定性好。 （2）硬度大，抗磨耗性好，相同条件下只有一般玻璃磨耗性的四分之一，制品表面损伤小，使用寿命长。 （3）导热性高，由于高硼硅玻璃不会被腐蚀生成氧化膜，因此它的导热性能高。 （4）电阻率大，由于高硼硅玻璃组成中一价金属离子少，因而介电常数小，电阻率高,是一种优质的电真空玻璃。 （5）化学稳定性好，这种玻璃对水和酸的侵蚀有着很强的抵抗能力，但抗碱性差。 2、高硼硅玻璃的工艺特点： （1）、熔化温度高（1680℃）。一般选用适当的澄清剂（高温澄清剂NaCL）、使用高质量的耐火材料、采用电辅助加热和全电熔技术。
（2）、硼挥发。选用合适的原料，采取密封料道等技术。 （3）、玻璃液的分层。提高下层玻璃液的温度，以改善其流动性减少分层，并采用炉底排料装置。（全电熔技术的应用） （4）、玻璃液易分相。选择合适的玻璃成份，合理的加工工艺。 3、高硼硅玻璃的理化性能 高硼硅玻璃的膨胀系数：33*10-7℃-1 高硼硅玻璃的密度:2.23±0.02g/cm3 高硼硅玻璃耐酸耐水一级、耐碱二级。 高硼硅玻璃的退火温度560±10℃，软化点温度810±10℃ 工作点温度1260±10℃，转变点温度525±15℃，应变点515±10℃ 三、高硼硅玻璃生产的工艺流程 配料工序—熔化工序—成型工序—退火工序—包装工序 配料工序：配合料的制备 熔化工序：配合料的熔化，玻璃液的形成（玻璃熔制过程分为五个阶段：硅酸盐的形成、玻璃液形成、澄清、均化和冷却） 成型工序：玻璃液的成型 退火工序：玻璃半成品应力的消除 包装工序：成品包装 四、碎玻璃的使用 五、配料工序对熔化的影响 六、配料工序产生的缺陷 七、配料工序操作规程及工艺规程
近年来苏联乔姆金娜Il，l与阿本l，+1也分嚼0提出了计算狡璃性貭的体系．乔姆金娜按以下加和公式计算玻璃的性貭(1．4—3)∑—S01式中／，(与Po为玻璃与其氧化物的性貭；do为氧化物重量百分比；Jo为氧化物结构系数．系数JD及／，o由微分法求得． 所谓微分法是将原始玻璃的性貭与添加微量(1—2gG)的氧化物后的性貭加以比较，并假定在微量的氧化物加入后不改变玻璃的基本结构状态．Jo在大多数情；B下相当于氧化物分子量，而有时等于一定的硅酸盐分子量．氧化硼和氧化铅的Jo与Po根据它们在玻璃中的 结构状态不同给出了几组数值． 乔姆金娜孰为氧化硼的户。与Jo决定于硼的配位数，而氧化铅的Po与Jo决定于在玻璃中形成的硅酸铅所处的状忒在乔姆金娜的计算系统中提供了几种常用氧化物的计算系数，可用以计算玻璃密度、光学常数及热膨胀系数等常用性貭，·阿本按下式计算玻璃的性貭§1．4—1现有硅酸盐玻璃物理性貭各种计算方法的评价g—∑百jr；(土．4-4)；式中豆为某氧化物；的部分性貭； 为此氧化物的分子分数．阿本用下面方法获得氧化物部分性貭豆；首先在总结大量文献数据的基础上按加和原则计算几种在玻璃中性貭表现较稳定的氧化物部分性貭，同时系统地在不同组成玻璃中添加某氧化物并测定玻璃的性貭变化，然后用微差方法计算这氧化物部分性貭．通过试验数据的积累，阿本进一步建立了氧化物部分性貭与其在玻璃中含量的关系，并且发现有一系列氧化物(Si02，Ti02，Bz03，MgO，CdO，PbO)其部分性貭不是常数，而决定于玻璃成份． 例如阿本孰为氧化硼部分性貭决定于它的配位数，而硼是否由三角沐变成四面体由下面三种因素决定：(i)碱金属与碱土金属氧化物和氧化硼含量之比值；(㈠玻璃中氧化铝的合量；(iii)二氧化硅合量．阿本提供了比较多的氧化物(18种)的部分性貭数据，且可以根据它们计算折射率、色散、密度等了种玻璃性貭．除了上述玻璃光学常数、密度和热膨胀系数外，适合进行计算的性貭还有弹性系数． 在威因凯尔曼与萧特Il’以后，克拉尔克(Clarke)与脱纳尔(Turner)山’也对个别硅酸盐玻璃系统中某些氧化物的弹性模数提出一些计算系数．不久前阿本、柯茨劳夫撕卡姬与干福熹‘l‘’在研究硅酸盐玻璃弹性变化的试验基础上也提出了玻璃弹性模数及扭变模数新的计
高硼硅玻璃 高硼硅玻璃，是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，与普遍玻璃相比，无毒副作用，其机械性能，热稳定性能，抗水、抗碱、抗酸等性质大大提高，可广泛用于化工、航天、军事、家庭、医院等各个领域，可制成灯具、餐具、标盘、望远镜片，洗衣机观察孔，微波炉盘，太阳能热水器等多种产品，具有良好的推广价值和社会效益，该种玻璃在我国出现是基础材料工业的又一次新革命。 因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是太阳能领域应用更为广泛，德、美等发达国家已进行了较为广泛的推广。 高硼硅玻璃的线膨胀系数是3.3士0.1×10-6/K，是以氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O2）、二氧化硅（SIO2）为基本成份的一种玻璃。该玻璃成分中硼硅含量较高，分别为硼：12.5~13.5%，硅：78~80%，故称此类玻璃为高硼硅玻璃 氧化硼能与许多和二氧化硅不能形成玻璃的氧化物、氟化物等形成玻璃。故可以宽广的范围内根据需要调整性能，如特高折射率、低色散、特殊色散的光学玻璃，特高热膨胀系数的电真空封接玻璃，辐射计、测量仪器玻璃，防辐射玻璃等可由硼酸盐玻璃制造。 高硼硅玻璃,耐酸耐碱耐水，抗腐蚀性能优越，拥有良好的热稳定性、化学稳定性和电学性能，故具有抗化学侵蚀性、抗热冲击性、机械性能好、承受温度高等特性。 高硼硅玻璃，是利用玻璃在高温状态下导电的特性，通过在玻璃内部加热来实现玻璃熔化，经先进生产工艺加工而成。 高硼硅玻璃具有非常低的热膨胀系数耐高温,耐200度的温差剧变。高硼硅玻璃用于卤素灯的反光耐热灯杯和必须采用耐热玻璃的电器设备，如微波炉专用玻璃转盘、微波炉灯罩、舞台灯光反射杯、滚筒洗衣机观察窗、等耐热茶壶茶杯。
高硼硅玻璃 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
高硼硅玻璃 高硼硅玻璃，是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，与普遍玻璃相比，无毒副作用，其机械性能，热稳定性能，抗水、抗碱、抗酸等性质大大提高，可广泛用于化工、航天、军事、家庭、医院等各个领域，可制成灯具、餐具、标盘、望远镜片，洗衣机观察孔，微波炉盘，太阳能热水器等多种产品，具有良好的推广价值和社会效益，该种玻璃在我国出 因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是太阳能领域应用更为广泛，德、美等发达国家已进行了较为广泛的推广。 高硼硅玻璃的线膨胀系数是士×10-6/K，是以氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O2）、二氧化硅（SIO2）为基本成份的一种玻璃。该玻璃成分中硼硅含量较高，分别为硼：~%，硅：78~80%，故称此类玻璃为高硼硅玻璃 氧化硼能与许多和二氧化硅不能形成玻璃的氧化物、氟化物等形成玻璃。故可以宽广的范围内根据需要调整性能，如特高折射率、低色
散、特殊色散的光学玻璃，特高热膨胀系数的电真空封接玻璃，辐射计、测量仪器玻璃，防辐射玻璃等可由硼酸盐玻璃制造。 高硼硅玻璃,耐酸耐碱耐水，抗腐蚀性能优越，拥有良好的热稳定性、化学稳定性和电学性能，故具有抗化学侵蚀性、抗热冲击性、机械性能好、承受温度高等特性。 高硼硅玻璃，是利用玻璃在高温状态下导电的特性，通过在玻璃内部加热来实现玻璃熔化，经先进生产工艺加工而成。 高硼硅玻璃具有非常低的热膨胀系数耐高温,耐200度的温差剧变。高硼硅玻璃用于卤素灯的反光耐热灯杯和必须采用耐热玻璃的电器设备，如微波炉专用玻璃转盘、微波炉灯罩、舞台灯光反射杯、滚筒洗衣机观察窗、等耐热茶壶茶杯。 高硼硅玻璃的物理化学性能如下： 含硅量 80%以上 应变温度520℃ 退火温度 560℃ 软化温度 820℃ 折射率
高硼硅玻璃杯有毒吗 高硼硅玻璃杯是一种比较常见的玻璃杯，它的特点就是耐高温，它的化学性能是比较稳定的，它的膨胀率也非常的低，在平时的应用当中是比较广泛的，比如说工艺饰品，医药包装等等，另外饮水容器等等都是比较常用的，它的材料采用的是优质的高硅高硼硅，特别的稳定，不容易出现对人体有害的一些物质。 ★高硼硅玻璃杯特点 高硼硅玻璃的耐高温性能、高化学稳定性能、低膨胀率等都表现的特别优异，因此被广泛的用于医药包装、工艺饰品、饮水容器等产品行业。高硼硅玻璃的膨胀系数因线热膨胀系数为(3.30.1)×10-6/K，也有人称之为“硼硅玻璃3.3。 高硼硅玻璃的主要成分为硼：12.5~13.5%，硅含量78~80%，因此高硼硅玻璃的耐酸性能喝耐碱性也十分的优越，高硼硅的应变温度差为520℃。因此高硼硅不含有毒的物质，而且高硼硅的耐高温和耐酸性能使得高硼硅，不容易在日常的饮水使用中析出
对人体有害的物质。 优质高硼硅水晶玻璃管材加工，透明度极高，耐磨损，表面光滑，清洗容易，健康卫生.可以用于太阳能集热管、化工仪器、日用器皿和高档灯饰的玻璃,其特点是膨胀系数小,在0-200度的温度突变下,不易炸裂;耐酸耐碱耐水,抗腐蚀等！ ★高硼硅玻璃的优点 1、材料：杯体采用优质高硼硅水晶玻璃管材加工，透明度极高，耐磨损，表面光滑，清洗容易，健康卫生； 2、结构：杯身双层隔热设计，不仅保持了茶汤温度，还不烫手，更方便饮用
3、工艺：经640度高温烧制而成，对温度变化适应性强，瞬间温差为-20℃—150℃，不易爆裂。 4、卫生：食品级标准，可以盛放100度高温的热水、茶、碳酸、果酸等饮料，抗苹果酸的侵蚀，无异味不串味。 4、防漏：杯盖内层外层及密封圈符合医用级安全标准，有效防漏。 5、适于饮茶：绿茶、红茶、普洱茶、花茶、工艺花茶、水果茶等，汤色尽收眼底，提升生活品位。
高硼硅玻璃 高硼硅玻璃 高硼硅玻璃（又名硬质玻璃），因线热膨胀系数为(3.3士0.1)×10-6/K，也有人称之为“硼硅玻璃3.3”。它是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是太阳能领域应用更为广泛，德、美等发达国家已进行了较为广泛的推广。 产生历史 1893年，奥托·肖特 (Otto Schott) 发明了抗化学侵蚀的硼硅酸盐玻璃。 制造过程 硼硅酸盐玻璃制造，加入硼传统玻璃制造的釉料的水玻璃砂，苏打水和地面石灰。由于硼硅玻璃在比普通硅酸盐玻璃较高的温度融化，还需要一些新的技术，使工业生产。从焊接贸易借款，结合新的天然气燃烧氧气的需要。 广泛的应用 国内最最著名的玻璃杯生产厂家富光公司都采用高硼硅玻璃管材为玻璃杯的原料。 硼硅酸盐玻璃的耐火性能和物理强度使其在实验室的理想选择，它是用来制造如烧杯和试管高耐久性玻璃的实验室设备，使用。此外，硼硅玻璃弯曲最小暴露允许硼硅耐热容器的体积提供一段时间的精确测量。 在20世纪中叶硼硅玻璃管材管冷却剂被用来（通常蒸馏水）通过高功率真空管为基础的电子设备，如商业广播发射机。 玻璃炊具是另一种常见的用法，一个硼硅玻璃馅饼板几乎是美国标准盘子。硼硅酸盐玻璃量杯，具有画上标记，说明毕业的测量，也广泛在美国厨房使用。 水族馆加热器有时出于硼硅玻璃。由于它的高耐热性，它可以容忍水与镍铬合金加热元件的温度差异很大。 许多高品质的手电筒使用镜头的硼硅酸盐玻璃。这使得通过镜头相比，比塑料和低质量的玻璃的透光率较高的比例。 专业打火机和烟斗都是用硼硅玻璃。高耐热性允许管容忍使用较长时间，而这些管道也更加耐用。 大多数premanufactured玻璃吉他幻灯片也使硼硅玻璃。 新的拉丝技术使玻璃球等当代艺术的应用。现代玻璃艺术运动，促使由硼硅酸盐玻璃在诺斯斯塔颜色调色板上世纪80年代和90年代的快速发展主要是，提供了广阔的硼硅玻璃供应商的经济增长。硼硅是常用的拉丝玻璃吹制的形式和艺术家创造了从珠宝，厨具产品涵盖范围，以雕塑以及艺术70955 。
硅酸盐材料、高分子材料 主讲：黄冈中学优秀化学教师汪响林 知识讲解 一、硅酸盐材料——传统无机非金属材料 1、硅酸盐材料简介 在材料家族里，有一类非常重要的材料叫做无机非金属材料。 最初无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以硅酸盐材料也称为 传统无机非金属材料。像陶瓷、玻璃、水泥等材料及它们的制品在 我们日常生活中随处可见。由于这些材料的化学组成多属硅酸盐 类，所以一般称为硅酸盐材料。 2、玻璃
（1）原料：纯碱、石灰石、石英砂 （2）设备：玻璃窑 （3）工序：原料粉碎→加热熔融→澄清→成型→缓冷→玻璃 （4）原理：高温下，复杂的物理、化学变化。 主要反应： （5）玻璃态物质 玻璃态物质是一种特殊的混合物，是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态。玻璃态物质的结构特点是：它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列，但又不像无定形体那样无规则排列，人们把玻璃态的这种结构特征称为“短程有序，远程无序”，就是说，从小范围来看，它有一定的晶型排列，从整体来看，却像无定形物质那样无晶形的排列规律。所以玻璃态物质没有一定熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。 （6）种类及特性 种类组成或制造方法特性用途 普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃器皿等
石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、强 度大、滤光 化学仪器、高压 水银灯、紫外灯 罩等 硼酸玻璃 在制造玻璃的过 程中添加了提高玻璃的化学稳定性和 降低它的热膨胀系数，耐 高温和抗化学腐蚀 高级的化学反 应容器 光学玻璃 在制造玻璃的过 程中添加了PbO 透光性好、有折光性和色 散性 眼镜、照相机、 显微镜和望远 用透镜等 玻璃纤维以玻璃为原料经高 温熔制、拉丝、络 纱等工艺制造成 耐腐蚀、耐高温、绝缘、 隔热、防虫蛀 复合材料中的 增强材料如玻 璃钢；绝热保温 材料如宇航服； 光导通信材料 钢化玻璃普通玻璃在电炉里加热软化 后急速冷却而成的 耐高温、耐腐蚀、高强度、 抗震裂 运动器材、汽 车、火车用窗玻 璃等 有色玻璃 在制造玻璃的过程中 加入金属氧化物制成蓝色（含）、红色 （含）、紫色（含 ）、绿色（含 ）、普通玻璃的淡 绿色（含二价铁） 艺术玻璃、装饰 材料 变色玻璃在制玻璃过程中掺进了对光 敏感的物质如卤化银和少量 CuO催化剂 光线强时，卤化银见光分 解生成的银微粒吸光而使 玻璃变暗；光线弱时，在 氧化铜的催化下，银和卤 素又化合成卤化银，玻璃 又变透明 变色眼镜等 3、陶瓷 （1）原料：黏土
耐热玻璃介绍Glass Introduction 耐热玻璃【Heat-resistant glass】是指含有耐热性强的硼酸﹑硅酸成分,能够承受急剧温差变化的玻璃。是一种优良的防腐蚀材料。 ①耐热玻璃制品装开水会炸裂吗？ 高硼硅耐热玻璃，瞬间温差-２０℃—１５０℃，沸水为１００℃，因为耐热玻璃的特殊材质 把玻璃器皿放在冰箱冰冻１２小时后直接装进沸水都是没有问题的。 ②耐热玻璃产品可以加热吗？ 底部贴有电磁片的可直接用于电磁炉或其它电磁加热设备加热。发热型的保温加热垫(如ＵＳＢ保温垫)也是可以的。耐热玻璃制品可用于微波炉和烤箱加热(双层制品除外)。双层玻璃制品不可直接明火加热，因中间隔层有空气存在，放进微波炉和烤箱会有爆炸的可危险。 ③双层玻璃制品是否为真空？为什么底部会有个气孔点？ 双层玻璃制品不是真空的，在外层底部都有一个出气孔，为的是在吹制过程中排出气体，防止变形和炸裂，生产完成后在进行封孔。中间是有气体的，如果是真空的话，打烂后会产生很大的声响，并且会炸飞玻璃碎片，很容易伤到人。 ④双层玻璃制品是否具有保温性能？ 双层玻璃制品有一定的保温性能，中间的隔层可以缓解热量流失，以达到一定的保温性能。 ⑤耐热玻璃制品易碎怕摔吗？ 同其它玻璃制品一样，属于易碎品，也怕摔，这是由玻璃的物理性能所决定的。但耐热硼硅玻璃制品，相对于传统的钠钙玻璃制品，分子结构更为紧密，只需更小的厚度便能达到更好的强度，一般厚度为１．１ｍｍ左右，手感轻便，仍然坚固耐用。所以一般的磕碰不会造成其损害。 ⑥如何鉴别玻璃制品是不是耐热玻璃？ 耐热玻璃制品透明度高，折光效果好，手感细腻润滑，质地轻薄。 ⑦使用耐热玻璃制品健康吗？与塑料制品和陶瓷制品的区别？ 有关专家提示，喝水容器首选应为玻璃杯。中国医促会健康用水专业委员会主任李复兴教授历数了玻璃杯子的特点：玻璃杯在烧制的过程中不含有机的化学物质，当人们用玻璃杯喝水或其它饮品的时候，不必担心化学物质会被喝进肚里去，而且玻璃表面光滑，容易清洗，细菌和污垢不容易在杯壁滋生，所以人们用玻璃杯喝水是最健康﹑最安全的。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910154900.4 (22)申请日 2019.03.01 (71)申请人 陕西科技大学 地址 710021 陕西省西安市未央大学园区 (72)发明人 郭宏伟 童强 刘磊 党梦阳 王翠翠 陈平 谢驰 刘帅 (74)专利代理机构 西安众和至成知识产权代理 事务所(普通合伙) 61249 代理人 强宏超 (51)Int.Cl. C03C 6/04(2006.01) C03B 19/02(2006.01) (54)发明名称 一种高硬度的无碱高铝硼硅玻璃及制备方 法 (57)摘要 本发明公开一种高硬度的无碱高铝硼硅玻 璃及制备方法，配方中玻璃不含碱土金属且添加 并优化了CaO的掺入量，通过高温熔化法制备高 铝硼硅酸盐玻璃，由于本发明中含有CaO，不仅可 以起到促进玻璃熔解和调节成型性的效果，还满 足硬度等性能，使其拥有优异的硬度；用该方法 制备的具有优异介电性能的高铝硼硅玻璃具有 可观的经济和社会效益， 应用前景十分广阔。权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 109650723 A 2019.04.19 C N 109650723 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109650723 A 1.一种高硬度的无碱高铝硼硅玻璃，其特征在于其配方按质量分数包括以下原料组分：61.40～6 2.95wt％的石英砂，17.05～17.48wt％的氧化铝粉，10.35～10.62wt％的硼酐，1.37～1.40wt％的氧化镁，6.51～8.81wt％的氧化钙，0.85～0.87wt％的氧化锶和0.17wt％的氧化锡。 2.一种权利要求1所述高硬度的无碱高铝硼硅玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1)，按照原料质量分数称取原料； 步骤2)，将称量的原料依次放入混料机中混合均匀形成配合料； 步骤3)，将氧化铝坩埚随炉子预热至1450℃，加入配合料升温至1680℃，保温240min； 步骤4)，将玻璃液倒入预热后的模具中，随后将玻璃移入退火炉中，在740-760℃下进行退火； 步骤5)，按照1～3℃/min的降温速度降温至室温，即得高硬度的无碱高铝硼硅玻璃。 3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中氧化铝坩埚随炉子预热至1450℃，加入配合料通过50-60min升温至1680℃。 4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中将称量的原料依次放入混料机中混合至均匀度大于99％后形成配合料。 5.根据权利要求2-4任一项方法制备的无碱高铝硼硅玻璃，其特征在于：硬度为70 6.50～724.65kgf/mm2。 2
高硼硅玻璃参数 高硼硅玻璃是利用玻璃在高温状态下导电的特性，通过在玻璃内部加热来实现玻璃熔化，经先进生产工艺加工而成。玻璃管中SiO2（氧化硅）＞78%，B2O3（氧化硼）＞10%，硅和硼的含量很高。 包括主要原料和辅助原料。前者指引入玻璃的形成网络结构的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物等原料；后者可以加速玻璃熔制，或使其获得某种必要的性质。 根据引入氧化物的性质，分为酸性氧化物原料、碱金属氧化物原料和碱土金属氧化物原料。①酸性氧化物原料:有SiO2、B2O3、Al2O3等的原料。SiO2是硅酸盐玻璃中玻璃结构的骨架。它赋予玻璃高强度、良好的化学稳定性、耐热性和低膨胀性，但会使玻璃的熔融温度增高，粘度增大。SiO2的引用原料是硅砂或砂岩、石英岩。玻璃中加B2O3，可降低玻璃的热膨胀性,提高折射率、耐热急变性和耐化学侵蚀性,在温度较高时能降低玻璃粘度，温度较低时提高玻璃粘度。B2O3的引用原料是硼砂或硼酸。玻璃中加Al2O3能减小玻璃析晶倾向和增强化学稳定性，提高强度，增大玻璃粘度。其引用原料通常是伴含K2O或Na2O和SiO2的长石,也可以用工业氧化铝等。②碱金属氧化物原料:有Na2O、K2O的原料。玻璃中加Na2O和K2O成分可降低熔融温度，减小粘度,但会使玻璃的化学稳定性
变差。其引用原料是纯碱(Na2CO3)和钾碱(K2CO3)。③碱 土金属氧化物原料：有CaO、MgO、BaO、ZnO、PbO的原料。 玻璃中加CaO和MgO能减弱钠硅玻璃析晶倾向，增强化学稳 定性，高温时能降低玻璃粘度，促进玻璃熔化和澄清,但温度降低时粘度增加很快,成型操作困难。其引用原料是石灰石(CaCO3) 和菱苦土(MgCO3)，或用同时含CaO和MgO的白云石。玻璃中常加BaO和ZnO以调节玻璃的化学稳定性和折射率等性质，其引用原料常为工业ZnO和BaCO3、BaSO4或Ba(NO3)2。玻璃中加PbO可显著提高折射率和色散，使玻璃吸收短波长射线，同时，比重增大，熔融温度降低,与金属浸润性好。PbO的引用原料是红丹和黄丹或工业硝酸铅。此外，碎玻璃也是一种主要原料，常称为熟料，能够在较低的温度下熔融，有助于玻璃 配合料的溶化。 一般包括澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、助熔剂等。①澄清剂：在玻璃熔制时分解排放气体，加速玻璃熔体排出气泡。有白砒、氧化锑、硝酸盐、锑酸钠、芒硝等。②着色剂：使玻璃具有各种不同颜色，通常是过渡金属Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe的化合物,CdS、CdSe及Se、Au、Ag的化合物等。③脱色剂：脱色分化学脱色和物理脱色。化学脱色是加入氧化剂，将带色化合物氧化成无色或浅色。物理脱色是根据互补色原理，加入着色剂以抵消FeO、Fe2O3、Cr2O3、TiO2等杂质呈现的颜色。如氧化铁使玻璃呈青绿色，通常加