[其他]具有特種熱膨脹性能的玻璃陶瓷

在審

• 申請號: 101985000001952
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1005710B
• 公開（公告）日: 1989-11-08
• 發明（設計）人: 林迪;潘霍斯特
• 申請（專利權）人: 肖特玻璃制造廠
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 盧新華

原始玻璃含有ｈ－石英固溶態晶體的玻璃陶瓷，其相對長度變化最大值為１×１５^－５，并且其線性熱膨脹系數小于０．１×１０^－６／Ｋ，是由（按重量％計算）５０－６５ＳｉＯ₂，１８－２７Ａｌ₂Ｏ₃，０－１０Ｐ₂Ｏ₅，０－１Ｂ₂Ｏ₃，２．５－４Ｌｉ₂Ｏ，０－２Ｎａ₂Ｏ，０－２Ｋ₂Ｏ，０－０．５ＭｇＯ，１－５ＺｎＯ，０－４Ｃａ０．１－５ＢａＯ，０－５ＴｉＯ₂，０－３ＺｒＯ₂和０－１．５Ａｓ₂Ｏ₃組成的。

本發明涉及用于制造玻璃陶瓷的原始玻璃的組成，該玻璃通過控制結晶可轉化為含h-石英固溶態晶體的透明玻璃陶瓷，并且玻璃陶瓷可滿足下列三個條件：

1.在溫度范圍為-50℃和+100℃之間，相對長度變化（△1/1）的最大值和其最小值之間的差值小于或等于1×10^-5，即

｜（△1/1）最大-（△1/1）最小｜≤1×10^-5;

2.在溫度范圍0℃和50℃內，線性熱膨脹系數α0/50°的絕對值應小于或等于0.1×10^-6/K，而最佳上限值為0.066×10^-6/K;

3.在允許使用的溫度范圍內，在以不同速度冷卻后，長度的可逆調節若用20℃下長度的相對變化來表示，應小于或等于0.1×10^-5，而最佳上限值為0.14×10^-5。

在有關的文獻中，已公開過具有低膨脹系數的，而在其結晶相中含有h-石英固溶態晶體的透明玻璃陶瓷。此外也早已發展了具有光學特殊作用的玻璃陶瓷，特別是用于反光望遠鏡支架材料。對于這種玻璃陶瓷，最重要的是在溫度范圍由-50℃至+100℃，應具有低的熱膨脹性。

上述材料已經在例如在一西德專利說明書1496611中已敘述過，在該專利說明書中，通過溫度范圍由0℃至300℃的線性熱膨脹系數（α0/300）表明了膨脹性能的特征，并且也給出了α0/300的數值范圍即-3≤α0/300≤3×10^-7/K。在一些例子中也列明α0/300的值小于｜1.0｜×10^-7/K。

在西德專利說明書1902432中描述了易加工的玻璃的熔化條件，并且可以通過控制結晶而轉化成玻璃陶瓷狀態，從而生成具有低線性膨脹系數的透明玻璃陶瓷。由此可成功地得到一種組成，對于這種組成，通過在750℃≤T≤870℃和4小時≤t≤100小時的寬范圍內陶瓷化，可以使溫度范圍-30℃至+70℃的線性膨脹系數α-30/70調整到0±0.15×10^-6/K。后一個條件是很重要的，因為它對大的澆注塊也能保證可以獲得一種同樣的α-值。對于大的澆注塊來說，既使以很慢的速度加熱，也必須在一定條件下才能得均勻的溫度分布。

玻璃陶瓷在光學應用中表明的特征，如在提及的專利說明書所述，已常常不能滿足近代對長度恒定性的技術要求。現在需采用上述提到的表明長度和形狀恒定性特征的三個條件，來代替一定溫度范圍的線性熱膨脹系數單個數值的表征。

若對市售的玻璃陶瓷如CERVIT和ZERODUR進行試驗，可以發現該二種玻璃都不能同時滿足前面所提到的條件。

由S.F.Jacobs，M.A.Norton，J.W.Berthold Ⅲ所著《熱膨脹》，1973;AIP Conf.Proc.No.17，280-293頁以及J.W.Berthold Ⅲ，S.F.Jacobs：Appl.Opt.15（1976），2344-2347頁說明了，CERVIT不能滿足條件1。由S.J.Bennett的論文：J.Phys.E.Vol.10（1977），525-530頁可知ZERODUR不能滿足條件3。