一种低成本透紫外灯管玻璃及其退火工艺

技术领域

本发明涉及透紫外灯管玻璃技术领域，具体的说，是一种低成本透紫外灯管玻璃及其退火工艺。

背景技术

透紫外灯产品属于一种新兴的功能性灯具用品，尽管市场规模仍相对较小，但随着其应用场景的日益拓展，所表现出巨大的发展潜力引起相关企业、人员的高度重视，目前透紫外灯具产品的高速增长，在人们心中也树立了家庭消毒的生活方式理念，消费者对透紫外灯产品的需求也越来越多。

传统的透紫外材料包括：（1）高纯度石英玻璃， 紫外254纳米透过率可达91%，但膨胀系数过小，不能与可伐合金4J29封接在一起，限制了在灯具行业的应用。（2）氟化物晶体（CaF

现有的透紫外灯管玻璃专注于玻璃体本身，减少玻璃体内部的缺陷，并减少透紫外率的衰减，极少关注玻璃体自身易于碎裂的特性，对于日常生活中的灯管应用是一个明显的缺陷。因此，本发明从提高透紫外灯管玻璃的断裂韧性着手，并具有相对低成本的优势，填补了现有透紫外灯管玻璃的空白。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本透紫外灯管玻璃及其退火工艺，显著的提高了透紫外灯管玻璃的断裂韧性，适应于与可伐合金封接，并具有相对低成本的优势，填补了现有透紫外灯管玻璃的空白。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低成本透紫外灯管玻璃，其原料组份质量百分比为：Al

所述的PbO为7～9%。

所述的低成本透紫外灯管玻璃的Al

所述的Gd

所述的低成本透紫外灯管玻璃中Na

所述的原料组分中MnO、CuO是通过其他原料中杂质的形式引入的，其他组份以高纯度的化工原料引入。

所述的低成本透紫外灯管玻璃的退火工艺，灯管经拉管机成型、切割后，经过退火工艺处理，退火工艺过程在隧道窑中进行，其温度曲线为：

第一段：室温～350℃间，匀速升温，升温时间为90min；

第二段：350～550℃间，匀速升温，升温时间为150min；

第三段：550～660℃间，匀速升温，升温时间为30min；

第四段：660～810℃间，匀速升温，升温时间为40min；

第五段：810℃不变，保温时间为30min；

第六段：810～50℃，随炉降温；

隧道窑采用分布式电阻丝加热，控温精度为±1℃。

所述的低成本透紫外灯管玻璃的最大紫外线透过率＞73%，膨胀系数为91～95×10

本发明的低成本透紫外灯管玻璃按照标准团体标准《T/SCS-000001-2018 无铅透紫外线玻璃灯管》进行最大紫外线透过率、膨胀系数、耐水性、平均透过率检测。断裂韧性采用《GB/T 37900-2019 超薄玻璃硬度和断裂韧性试验方法 小负荷维氏硬度压痕法》检测。

本发明的创新点是：

（1）采用优化的玻璃体网络结构设计，辅以微量稀土元素的掺杂，在实现紫外透过率性能的同时，改变传统玻璃中Si-O、Al-O键的近程有序结构，并在退火工艺以及Li

（2）通过添加少量的Li

（3）优化退火工艺设计，充分消除拉管过程中在玻璃体中形成的应力，在第五段：810℃不变，保温时间30min的温度制度下，利用TiO

（4）稀土Gd

与现有技术相比，本发明的积极效果是：显著的提高了透紫外灯管玻璃的断裂韧性，适应于与可伐合金封接，并具有相对低成本的优势，填补了现有透紫外灯管玻璃的空白。

附图说明

图1 本申请实施例1玻璃体中纳米晶粒的电镜图；

具体实施方式

以下提供本发明一种低成本透紫外灯管玻璃的具体实施方式。

实施例1～6和对比例1～4的一种低成本透紫外灯管玻璃，其原料组份质量分数见表1。

表1 实施例1～6和对比例1～4的原料组成，wt%

将实施例1～6和对比例1～4的低成本透紫外灯管玻璃的各种原料按重量百分比称量后进行混合，在弱氧化气氛的玻璃窑炉内进行熔制，熔制合格的玻璃液经拉管机成型、切割后，经过退火工艺处理，退火工艺过程在隧道窑中进行，其温度曲线为：

第一段：室温～350℃间，匀速升温，升温时间为90min；

第二段：350～550℃间，匀速升温，升温时间为150min；

第三段：550～660℃间，匀速升温，升温时间为30min；

第四段：660～810℃间，匀速升温，升温时间为40min；

第五段：810℃不变，保温时间为30min；

第六段：810～50℃，随炉降温；

隧道窑采用分布式电阻丝加热，控温精度为±1℃。如图1所示，使用扫描电镜对实施例1的玻璃体进行测试得到SEM图片。

本发明的低成本透紫外灯管玻璃的最大紫外线透过率＞73%，膨胀系数为91～95×10

本发明的低成本透紫外灯管玻璃按照标准团体标准《T/SCS-000001-2018 无铅透紫外线玻璃灯管》进行最大紫外线透过率、膨胀系数、耐水性、平均透过率检测。断裂韧性采用《GB/T 37900-2019 超薄玻璃硬度和断裂韧性试验方法 小负荷维氏硬度压痕法》检测，玻璃膨胀系数常规的测试温度为0～300℃；测试结果见表2。

表2 实施例1～6和对比例1～4的测试结果

对比例1中没有添加Gd

对比例2中没有添加Li

对比例3中PbO为4.3%含量偏低，其增强玻璃体折射率的作用明显减弱。测试结果表明，平均透过率为0.12%，未能达标。

对比例4中Na

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。