CN108726847A - 玻璃料坯及玻璃的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玻璃料坯及玻璃的制备方法。一种玻璃料坯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将玻璃配合料与粘结剂混合得到预混料，所述粘结剂选自水、无机粘结剂及有机粘结剂中的至少一种，所述玻璃配合料中含有二氧化硅粉；将所述预混料制成生坯；除去所述生坯中的物理结合水；及将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃并保温30分钟～60分钟进行预热处理得到玻璃料坯。上述玻璃能料坯的制备方法利用二氧化硅粉且能提高容易澄清。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃料坯及玻璃的制备方法。
背景技术
二氧化硅是重要的玻璃形成氧化物，一般以硅氧四面体[SiO4]的结构单元形成玻璃的基本骨架，在硅酸盐玻璃中的含量较多，约占配合料质量的60％以上。二氧化硅颗粒大时会使熔化困难，并产生结石、条纹等缺陷。二氧化硅颗粒越细，则其颗粒尺寸越小，比表面积越大，化学反应速度越快，但是目前玻璃配合料一般为粉料，过细的二氧化硅在制备、储存及运输的过程中易飞扬结块，造成配合料分层现象；其次，结块的二氧化硅粉内部与其他成分的接触机会少，难熔化，易形成难熔料团，延长玻璃液的熔化、澄清和均化时间。
发明内容
基于此，有必要提供一种能有效利用二氧化硅粉且容易澄清的玻璃料坯及玻璃的制备方法。
一种玻璃料坯的制备方法，包括以下步骤：
将玻璃配合料与粘结剂混合得到预混料，所述玻璃配合料中含有二氧化硅粉；
将所述预混料制成生坯；
除去所述生坯中的物理结合水；及
将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃并保温30分钟～60分钟进行预热处理得到玻璃料坯。
在其中一个实施例中，所述二氧化硅粉的粒度小于0.15mm。
在其中一个实施例中，所述粘结剂选自水、无机粘结剂及有机粘结剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述玻璃配合料与所述粘结剂的质量比为100：0.1～100：0.5。
在其中一个实施例中，所述无机粘结剂选自碳酸钠水溶液、硫酸钠水溶液及硅酸钠水溶液中的至少一种；及/或，所述有机粘结剂选自羧甲基纤维素钠溶液及废纸浆中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述将所述预混料制成生坯的步骤中，将所述预混料通过粒化法、挤压法或压球法制成所述生坯。
在其中一个实施例中，所述除去所述生坯中的物理结合水的步骤中，将所述生坯陈化12小时～24小时以除去所述生坯中的物理结合水。
在其中一个实施例中，所述将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃的步骤中，以5℃/分钟～10℃/分钟的升温速率将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃。
在其中一个实施例中，所述玻璃配合料按重量百分比计包括：65％～67％的二氧化硅粉，3％～4.5％氧化铝，18％～20％的硼酸，2％～2.4％的石灰石，8％～12％的纯碱，0.1％～0.2％的硝酸钠及0.05％～0.2％的氧化铈。
一种玻璃的制备方法，包括以下步骤：
采用上述的玻璃料坯的制备方法制备玻璃料坯；及
将所述玻璃料坯加热熔融得到玻璃液后成型。
上述玻璃料坯的制备方法，可以有效利用超细二氧化硅粉制备玻璃，尤其是粒度小于0.15mm的粉料，通过压制成生坯，在运输和投料的过程中不会产生粉尘，可改善生产环境；另外生坯的均匀性好，不会因为原料粒度不同而分层。同时压制工艺增大了超细二氧化硅粉与其他玻璃配合料之间的接触面积，使得预热处理时硅酸盐形成反应速度加快，因此通过将玻璃配合压制成生坯，可以使用这些超细粉，节约资源；因为通过将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃的预热处理，物理水的蒸发、水化物和碳酸盐的分解过程提前在窑外完成，降低了在熔制澄清过程中配合料产生气泡的可能性；生坯在熔化时形成的保护层是多孔性的，这种保护层是料球或料块表层中熔化的原料和泡沫交织在一起，这样就使得气体很容易的释放出来，制成生坯和预热处理后的配合料更容易澄清，可减少澄清剂的用量。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
一实施方式的玻璃的制备方法，包括以下步骤：
步骤S110、制备玻璃料坯。
在其中一个实施方式中，玻璃料坯的制备包括：
步骤S111、对二氧化硅粉进行干燥处理。
在其中一个实施方式中，二氧化硅粉的粒度小于0.15mm，优选的，二氧化硅粉的粒度为0.05mm～0.1mm。本实施方式中，可以有效利用超细二氧化硅粉制备玻璃，节约了能源，解决超细二氧化硅粉难以利用的问题，当然，配合料中的二氧化硅粉不限于为超细二氧化硅粉，其他粒度的二氧化硅粉均可以。
为了有效利用超细二氧化硅粉，可以先对二氧化硅粉进行筛分，选取粒度小于0.15mm的二氧化硅粉。
步骤S112、将其他原料与二氧化硅粉混合得到玻璃配合料。
该步骤中，根据玻璃的种类及设计组成进行配料，选取的原料，原料通过含有玻璃氧化物基准对应的矿物原料(如硅砂、锆英石等)的形式引入，或者通过纯碱(Na2CO3)、二氧化硅、碳酸钾、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化铝、Na2O、K2O、硝酸钾、硝酸镁、硝酸钠等化工原料的形式引入。
在其中一个实施方式中，玻璃配合料按重量百分比计包括：65％-67％的二氧化硅粉，3％-4.5％氧化铝，18％～20％的硼酸，2％～2.4％的石灰石，8％～12％的纯碱，0.1％～0.2％的硝酸钠及0.05％～0.2％的氧化铈。需要说明的是，玻璃配合料的组成不限于为上述组成，可以根据玻璃的具体需求进行调节。
步骤S113、将玻璃配合料与粘结剂混合得到预混料。
在其中一个实施例中，玻璃配合料与粘结剂的质量比为100：0.1～100：0.5。粘结剂含量过低，粒化或成块效果较差，在后续预热或运输过程时易破碎；粘结剂含量过高，粘结效果增加不明显，且成本增加。
在其中一个实施例中，粘结剂为具有一定粘度的溶液。粘结剂选自水、无机粘结剂及有机粘结剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，无机粘结剂选自碳酸钠水溶液、硫酸钠水溶液及硅酸钠水溶液中的至少一种。进一步的，碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量百分含量为5％～15％；硫酸钠水溶液中硫酸钠的质量百分含量为5％～15％；硅酸钠水溶液中硅酸钠的质量百分含量为5％～15％。无机粘结剂中的钠可作为玻璃的组分，因此不会向玻璃引入杂质或改变配方。
在其中一个实施例中，有机粘结剂选自羧甲基纤维素钠溶液及废纸浆中的至少一种。羧甲基纤维素钠溶液中羧甲基纤维素钠的质量百分含量为10％～30％。废纸浆中固含量为5％～15％。有机粘结剂在高温下会氧化分解成水蒸气和二氧化碳，不会对玻璃成分造成影响。
步骤S114、将预混料制成生坯。
在其中一个实施例中，将预混料制成生坯的步骤中，将预混料通过粒化法、挤压法或压球法制成生坯。
在其中一个实施例中，生坯为块状或球状。
在其中一个实施例中，生坯的尺寸为3mm×5mm×3mm～5mm×6mm×4mm的长方形块状。
在其中一个实施例中，生坯的尺寸为直径为2mm×3mm×5mm～3mm×4mm×6mm的卵形颗粒。
步骤S115、除去生坯中的物理结合水。
在其中一个实施例中，将生坯陈化12小时～24小时以除去生坯中的物理结合水。陈化是生坯中蒸发失水和发生水化反应的过程，主要目的是通过蒸发失水去除粒料或料块中过多的水分，并且给予足够的时间用于水与配合料中的碳酸钠发生水化反应，从而提高生坯的物理强度，便于在后续预热、运输和储存。陈化方式可以为在室温下静置陈化、烘箱陈化或干燥箱陈化。烘箱陈化时，烘箱的温度为120℃～200℃。陈化时间优选为16小时～20小时，时间太短陈化效果不理想，超过24h的陈化时间意义不大。
步骤S116、将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃并保温30分钟～60分钟进行预热处理得到玻璃料坯。
在其中一个实施例中，以5℃/分钟～10℃/分钟的升温速率将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃。
在其中一个实施例中，保温时间为30分钟～45分钟。
在其中一个实施例中，将除去物理结合水后的生坯加热至875℃～900℃进行预热处理。
该步骤中，预热的目的是在保证料球或料块外形不破坏的提前下，使配合料完全或部分完成硅酸盐形成过程。在580℃～900℃下进行预热，在此温度范围和保温时间才能实现玻璃中的难熔物(如SiO2)与易熔物(如碱金属氧化物、B2O3)反应形成或部分形成低共熔物(如Na2SiO3、NaBO2、Na2B4O7)，在这些低共熔物形成的过程中，还伴随着物理水蒸发、水化物的分解和碳酸盐的分解等物理化学反应过程。预热温度不易过高，否则配合料会反应生成大量液相，使生坯之间相互粘连，或者使其粘附在预热容器、输送带上，给投料带来困难。
步骤S120、将玻璃料坯加热熔融得到玻璃液后成型。
预热处理时，只是完全或部分完成硅酸盐的形成过程，在580℃～900℃下进行预热处理，预热处理过程中液相的生成量较少，不足以使玻璃料坯粘连在一起，从而在后续的投入熔窑工艺中有多种方式可以选择，可以将玻璃料坯以高温状态直接投入熔窑，也可以将玻璃料坯自然冷却至较低温度(80℃～200℃)，甚至冷却至室温再投入熔窑熔制成均质的玻璃液，后者从安全性和工艺操作来讲更适合于工业生产。
在其中一个实施例中，将玻璃液用丹纳法拉制成药用玻璃管。玻璃管经切割、检测后进行成品包装。进一步的，切割包括用玻璃管切割机及用火焰圆口器烧圆两个过程。检测包括用激光自动检测仪和成像检测仪检测玻璃管的结石、条纹及气泡等缺陷、管径偏差、轴向中心度和壁厚均匀性。
优选的，二氧化硅粉的破碎机械易采用非铁质锤头，且配合料在运输、称量、混合、压制成生坯的过程中应采取除铁措施，最终进入玻璃熔窑的配合料中铁含量控制在100ppm以下，否则玻璃制品易着色，导致色泽及透过率下降，不适用作无色透明玻璃产品，比如玻璃管或玻璃瓶。
上述玻璃的制备方法具有以下优点：
(1)可以有效利用超细二氧化硅粉制备玻璃，尤其是粒度小于0.15mm的粉料，通过压制成生坯，在运输和投料的过程中不会产生粉尘，可改善生产环境。另外生坯的均匀性好，不会因为原料粒度不同而分层。同时压制工艺增大了超细二氧化硅粉与其他玻璃配合料之间的接触面积，使得预热处理时硅酸盐形成反应速度加快。因此通过将玻璃配合压制成生坯，可以使用这些超细粉，节约资源。
(2)可以取得更佳的玻璃熔制效果。由于纯二氧化硅的熔点较高，约1710℃，因此熔制玻璃所需时间与二氧化硅的熔制效果密切相关，由于碳酸盐之间反应的活性要远高于碳酸盐与二氧化硅的反应活性，与生成硅酸盐相比，碳酸盐和碳酸钙更容易发生固相反应生成复盐，在烧结时熔融并分解释放出二氧化碳。二氧化硅颗粒粒度越细，其与碳酸盐、硫酸盐等其他玻璃成分的接触面积越大，因此使用二氧化硅粉，即通过缩小原料粒度，达到了增大硅酸盐形成反应速度的目的，进而缩短玻璃的熔制时间。
(3)可以取得更佳的玻璃澄清效果。一是因为通过将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃的预热处理，物理水的蒸发、水化物和碳酸盐的分解过程提前在窑外完成，降低了在熔制澄清过程中配合料产生气泡的可能性；二是因为生坯在熔化时形成的保护层是多孔性的，这种保护层是料球或料块表层中熔化的原料和泡沫交织在一起，这样就使得气体很容易的释放出来。制成生坯和预热处理后的配合料更容易澄清，可减少澄清剂的用量。
(4)可以减少氧化硼、碱金属氧化物的挥发。生坯使得易随温度挥发的氧化硼和碱金属氧化物被包裹，同时预热使得这些易挥发的物质与二氧化硅反应生成低共熔物，即NaBO2、Na2B4O7，NaBO2及Na2B4O7在投入熔窑前的挥发可能性急剧减少，而入窑后，硼的挥发主要体现在玻璃液表层的挥发，这个阶段硼挥发所占比例较低，约占30％～40％，故从整个生产工艺上说，可有效减少硼挥发，因此特别适用于生产硼硅玻璃，尤其是中性硼硅药用玻璃。
(5)有效的解决了药用中性硼硅玻璃管拉管成型过程中易产生条纹、结石和气泡等缺陷的问题。数次试验、中试结果表明，与现有技术相比，该方法利用超细二氧化硅比表面积大，熔化速度快的优点，克服其易分层结团的缺点，不仅实现硼硅酸盐玻璃在窑外完成或部分完成硅酸盐的形成过程，而且有效减少B2O3及碱金属氧化物的挥发，从而获得更均质的玻璃液，所拉制的药用玻璃管质量稳定，成品率较高，玻管的耐水耐酸耐碱性能高、耐急冷，在盛装偏酸、偏碱及对PH值较敏感的药液时相容性能好。
(6)玻璃配合料按重量百分比计包括：65％～67％的二氧化硅粉，3％～4.5％氧化铝，18％～20％的硼酸，2％～2.4％的石灰石，8％～12％的纯碱，0.1％～0.2％的硝酸钠及0.05％～0.2％的氧化铈，该配方生产的玻璃管的热膨胀系数为4.8×10-6/℃～5.4×10-6/℃(20-300℃)，B2O3的质量百分含量为9.30％～10.36％，其化学稳定性好，耐水一级、耐酸一级、耐碱二级，并且具有较强抗冷热冲击性、较好的二次加工性能和很高的机械强度，特别适用于作为高端药物(如生物制剂、冻干粉针、血液制品、疫苗)的初级包装材料，如卡式瓶、西林瓶、预灌封注射器。
以下结合具体实施例对上述玻璃进行详细说明。
实施例1～10
以下实施例中，各组分的量均为质量含量。
实施例1～10的玻璃的制备方法包括以下步骤：
1、将工业用二氧化硅破碎后筛分出粒度小于0.15mm的超细粉，破碎机械采用非铁质锤头，二氧化硅粉的铁含量为80ppm。
2、将二氧化硅粉、氧化铝、硼酸、石灰石、纯碱、硝酸钠、氧化铈按表1的成分称量，用混料机混合10分钟～30分钟得到混合料。
表1
注：表1中各原料对应的数值为其质量百分含量。
3、将实施例1～8的玻璃配合料与粘结剂混合均匀得到预混料，采用机器将预混料制成生坯。粘结剂的组成、粘结剂与玻璃配合料的质量比、生坯的尺寸及制成生坯使用的机器请参阅表2。
表2
4、将生坯露天放置，自然陈化，将陈化后的生坯以一定速率加热至预热温度，并保温一定时间得到玻璃料坯，预热后玻璃料坯外观形貌基本保持不变。
5、将实施例9～10的混合料与实施例1～8的玻璃料坯分别投入玻璃熔窑升温至熔制温度进行熔化澄清，熔窑为全氧燃烧，并用电助熔辅助熔制，经澄清均化后的玻璃液用丹纳法拉制成直径为16mm的药用玻璃管，再经切割、检测后进行成品包装。
陈化时间、陈化后生坯破碎率、升温速率、预热温度、保温时间、熔制温度、澄清时间参见表3。
表3
对实施例1～10制备的玻璃管进行性能测试，测试结果见表4。
其中，实测硼含量按YBB00232003-2015测定；钠含量采用火焰光度计测定；生坯的强度采用万能试验机测定；坯料硅酸盐形成完成度采用失重法测定；样品的热膨胀系数采用热膨胀系数仪测试(20～300℃)，硼挥发量和钠挥发量按(设计硼/钠含量-实测硼/钠含量)/设计硼/钠含量×100％计算得到。
表4
实施例1～8的超细二氧化硅粉在投入熔窑前经粒化处理，极大的减少了生产中粉尘的产生。在体式显微镜下观测发现，实施例1～8制备的玻璃管中结石、条纹、气泡等缺陷几乎没有，说明粒化后的配合料经预热处理有效改善了玻璃的熔制和澄清效果。实施例1与实施例9的原料组成一样、实施例5与实施例10的原料组成一样，从表4可以看出，氧化钠的挥发量分别由3.51％及3％降低至2.54％及2.66％，氧化硼的挥发量分别由11.93％及11.99％降低至7.81％及7.84％。相对于传统工艺，本发明制备的玻管化学成分更均匀，且拉制的玻璃管的成品率为90％，氧化硼的质量百分含量为9.30％～10.36％，热膨胀系数为4.8～5.4×10-6/℃(20～300℃)，特别适用于制作卡式瓶、西林瓶和预灌封注射器的药用初级包装材料。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种玻璃料坯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将玻璃配合料与粘结剂混合得到预混料，所述玻璃配合料中含有二氧化硅粉；
将所述预混料制成生坯；
除去所述生坯中的物理结合水；及
将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃并保温30分钟～60分钟进行预热处理得到玻璃料坯。
2.根据权利要求1所述的玻璃料坯的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅粉的粒度小于0.15mm。
3.根据权利要求1所述的玻璃料坯的制备方法，其特征在于，所述粘结剂选自水、无机粘结剂及有机粘结剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的玻璃料坯的制备方法，其特征在于，所述玻璃配合料与所述粘结剂的质量比为100：0.1～100：0.5。
5.根据权利要求3所述的玻璃料坯的制备方法，其特征在于，所述无机粘结剂选自碳酸钠水溶液、硫酸钠水溶液及硅酸钠水溶液中的至少一种；及/或，所述有机粘结剂选自羧甲基纤维素钠溶液及废纸浆中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的玻璃料坯的制备方法，其特征在于，所述将所述预混料制成生坯的步骤中，将所述预混料通过粒化法、挤压法或压球法制成所述生坯。
7.根据权利要求1所述的玻璃料坯的制备方法，其特征在于，所述除去所述生坯中的物理结合水的步骤中，将所述生坯陈化12小时～24小时以除去所述生坯中的物理结合水。
8.根据权利要求1所述的玻璃料坯的制备方法，其特征在于，所述将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃的步骤中，以5℃/分钟～10℃/分钟的升温速率将除去物理结合水后的生坯加热至580℃～900℃。
9.根据权利要求1所述的玻璃料坯的制备方法，其特征在于，所述玻璃配合料按重量百分比计包括：65％～67％的二氧化硅粉，3％～4.5％氧化铝，18％～20％的硼酸，2％～2.4％的石灰石，8％～12％的纯碱，0.1％～0.2％的硝酸钠及0.05％～0.2％的氧化铈。
10.一种玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用权利要求1～9任一项所述的玻璃料坯的制备方法制备玻璃料坯；及
将所述玻璃料坯加热熔融得到玻璃液后成型。
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|---|---|
| CN (1) | CN108726847A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109824244A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-05-31 | 和县晶晶玻璃制品有限公司 | 一种玻璃配合料预烧处理工艺 |
| CN112062466A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 深圳南玻科技有限公司 | 一种色差小的防紫外线玻璃及其制备方法 |
| CN116282917A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-06-23 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 玻璃混料及其制备方法、玻璃制品 |
| CN117303733A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-12-29 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 硼硅玻璃及其制备方法 |
| CN117417123A (zh) * | 2023-10-23 | 2024-01-19 | 蚌埠中光电科技有限公司 | 一种无碱玻璃基板及其制备方法和制备设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101318762A (zh) * | 2007-06-07 | 2008-12-10 | 秦皇岛玻璃工业研究设计院 | 浮法玻璃配合料粒化预热节能技术 |
| CN102320715A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-01-18 | 河北省沙河玻璃技术研究院 | 玻璃配合料预烧处理工艺及其设备 |
| CN102515467A (zh) * | 2012-01-04 | 2012-06-27 | 王增贵 | 硅质原料尾矿粒化料及其制备方法与用途 |
| CN103102057A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-05-15 | 燕山大学 | 自粘结和预分解的玻璃配合料的制备方法 |
| CN105960381A (zh) * | 2014-02-06 | 2016-09-21 | 旭硝子株式会社 | 造粒体的制造方法和玻璃物品的制造方法 |
-
2017
- 2017-04-21 CN CN201710267311.8A patent/CN108726847A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101318762A (zh) * | 2007-06-07 | 2008-12-10 | 秦皇岛玻璃工业研究设计院 | 浮法玻璃配合料粒化预热节能技术 |
| CN102320715A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-01-18 | 河北省沙河玻璃技术研究院 | 玻璃配合料预烧处理工艺及其设备 |
| CN102515467A (zh) * | 2012-01-04 | 2012-06-27 | 王增贵 | 硅质原料尾矿粒化料及其制备方法与用途 |
| CN103102057A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-05-15 | 燕山大学 | 自粘结和预分解的玻璃配合料的制备方法 |
| CN105960381A (zh) * | 2014-02-06 | 2016-09-21 | 旭硝子株式会社 | 造粒体的制造方法和玻璃物品的制造方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109824244A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-05-31 | 和县晶晶玻璃制品有限公司 | 一种玻璃配合料预烧处理工艺 |
| CN112062466A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 深圳南玻科技有限公司 | 一种色差小的防紫外线玻璃及其制备方法 |
| CN116282917A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-06-23 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 玻璃混料及其制备方法、玻璃制品 |
| CN116282917B (zh) * | 2023-04-10 | 2025-03-04 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 玻璃混料及其制备方法、玻璃制品 |
| CN117303733A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-12-29 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 硼硅玻璃及其制备方法 |
| CN117303733B (zh) * | 2023-09-26 | 2024-10-29 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 硼硅玻璃及其制备方法 |
| CN117417123A (zh) * | 2023-10-23 | 2024-01-19 | 蚌埠中光电科技有限公司 | 一种无碱玻璃基板及其制备方法和制备设备 |
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