專利名稱：一種電阻為10¹¹Ω.cm數量級的硅酸鹽玻璃及其制備方法
技術領域：
本發明涉及特殊性能玻璃，具體的說是一種體積電阻率(常溫)在IO11 Q-Cm數量級的低電阻率玻璃。
背景技術：
平板玻璃(也即浮法玻璃)在國民經濟及人民生活的各個領域具有廣泛的應用。隨著科技的發展，平板玻璃在科學研究領域的應用也越加普遍。如上世紀九十年代發展起來的阻性板室探測器(RPC)和多氣隙電阻板室(MRPC)探測器均使用平板玻璃作為主要材料。常規玻璃的體積電阻率(常溫)在IO12 IO13Q 之間，它可以認為是一種半導體，其導電機理在于玻璃中的一價堿金屬離子的遷移而產生的微弱的離子導電。采用常規浮法玻璃制成的MRPC的粒子計數率小于lKHz/cm2。有些大型的物理實驗(如德國GSI加速器 實驗室的重粒子物理實驗)要求MRPC能夠達到20KHz/cm2的計數率，這樣，普通玻璃是滿足不了要求的。為了提高MRPC的粒子計數率，需要采用低電阻率的玻璃，玻璃的體電阻要低到IOltl IO11Q cm。普通玻璃是一種離子型半導體，而我們研制的低電阻率玻璃是一種電子導電型玻璃。其導電機理可以用小極化子跳越(small polaron hopping)來解釋。當玻璃中含有的過渡金屬氧化物時，兩種或兩種以上的價態金屬離子共存，于是玻璃具有半導體行為，其結果玻璃的體積電阻率降低。本發明是基于Fe2O3的—O—^±1iV+—0—Fe2+的行為而研制的電子導電型玻璃。

發明內容
本發明是摒棄了經典的離子型導電玻璃制作方法而研制的一種低電阻率的電子型導電玻璃。本發明的特征在于。是一種硅酸鹽型低電阻率玻璃，其組成成分及摩爾百分比含量為SiO2 48% -55%Fe2O3 10% -14%Na2O 15% -26%AL2O3 :3-8%CaO 0. 5% -5%B2O3 :0%—9%PbO 2% -7%其制備方法依次含有以下步驟步驟(I)，把熔化爐加熱至1220°C _1250°C，把所述 Si02、Fe203、Na2O, AL2O3> CaO,B2O3> PbO按設定的配比均勻混和后加入所述融化爐，再升溫至1400-1450°C，熔化4小時-4. 5小時，攪拌均勻后，使所述混和料呈熔融狀態；步驟(2)，把步驟(I)得到的所述熔融狀態的混和料澆鑄到450°C -480°c的模具中，進入退火爐，在490°C退火，經冷加工后得到所需的硅酸鹽型低電阻率玻璃。本發明的優點在于(I)本發明可以制備IO11Q. cm數量級的低電阻率玻璃。
(2)本發明制備的玻璃機械強度高，可加工性能好。(3)本發明的玻璃無毒、無害，無害于人體健康，利于環境保護。
具體實施例方式實例I-3。實例1-3組成配方及操作條件分別見表I和表2。實例1-3的產品性能見表3。表I組成配方
權利要求
1.一種低電阻率玻璃，其特征在于，其組成成分及摩爾百分比含量為 SiO2 48% -55% Fe2O3 10% -14% Na2O 15% -26% AL2O3 3% -8% CaO 0. 5% -5% B2O3 0% -9% PbO 2% -7%
2.如權利要求I所述的ー種低電阻率玻璃的制備方法，其特征在于，依次含有以下步驟 步驟(I)，把熔化爐加熱至 12200C -1250°c，把所述 SiO2, Fe203、Na2O, AL2O3' CaO、B203、PbO按設定的配比均勻混和后加入所述融化爐，再升溫至1400-1450°C，攪拌均勻后，使所述混和料呈熔融狀態； 步驟(2)，把步驟(I)得到的所述熔融狀態的混和料澆鑄到450°C-480°C的模具中，進入退火爐，在490°C退火，經冷加工后得到所需的硅酸鹽型玻璃。
全文摘要
一種低電阻率玻璃及其制備方法，屬于特種玻璃技術，尤其涉及探測器玻璃技術領域。其特征在于，是一種以SiO2為主的硅酸鹽型低電阻率玻璃，其余成分為Fe2O3、AL2O3，還有Na2O、CaO、B2O3、PbO。同時提出了相應的制備方法。在常溫下，本發明是一種體電阻率在1011Ω·cm數量級的低電阻率玻璃。采用這種玻璃制成的MRPC探測器粒子計數率可以達到20KHz/cm2，廣泛應用于一些大型物理實驗中。
文檔編號C03C3/105GK102674687SQ201110363200
公開日2012年9月19日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者呂文雄, 李元景, 王 義, 程建平, 趙寶福 申請人:北京亞康特種玻璃有限責任公司, 清華大學