專利名稱：硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷裝置及淬冷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃的制備方法，尤其是涉及一種硫系紅外玻璃制備過程中的 出爐淬冷裝置及淬冷方法。
背景技術(shù)：
硫系玻璃是一種非氧化物玻璃，它具有較大的質(zhì)量和較弱的化學(xué)鍵強，較寬透紅外 區(qū)域(>15^)。近年來硒化物和硒銻硫系玻璃在商業(yè)上，尤其在熱成像紅外探測系統(tǒng)中 得到了實際應(yīng)用，它被人們看好的是可取代傳統(tǒng)鍺單晶的優(yōu)良紅外材料。塊狀的硫系玻 璃制備是通過將原料置于高真空的石英玻璃管中于高溫下熔制獲得(同時不斷地搖擺以 確保熔體的均勻性)，裝在石英管中的硫系玻璃熔體在放入退火爐退火之前，需要對高 溫硫系玻璃熔體進行淬冷處理，其目的一是實現(xiàn)硫系玻璃和石英管管壁的剝離，二是能 使硫系玻璃熔體快速通過析晶區(qū)域減少析晶的可能性。已報道的文獻資料中常采用水冷 (即將玻璃熔體連同石英管一起浸入冷水中)或者簡單的壓縮空氣進行冷卻。但是，由于 硫系玻璃導(dǎo)熱性能差和熱膨脹系數(shù)高的原因，尤其是在制備大尺寸(直徑大于50mm)硫 系玻璃時采用以上方法往往易發(fā)生炸裂，難以得到完整無缺的大尺寸玻璃。因此，研究 開發(fā)合適的硫系玻璃出爐淬冷處理技術(shù)已成為大尺寸硫系玻璃制備中的關(guān)鍵技術(shù)之一， 目前國內(nèi)外均未公開相關(guān)的資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種既能迅速通過析晶溫度區(qū)域而又不發(fā)生炸 裂的硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷裝置及淬冷方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 一種硫系紅外玻璃制備過程中的出
爐淬冷裝置，包括一個設(shè)置在支架上的工作平臺和設(shè)置在所述的工作平臺上的2~6個噴
嘴，所述的工作平臺上設(shè)置有通透的工作區(qū)域，所述的工作區(qū)域的直徑大于裝有硫系紅 外玻璃的石英管直徑，所述的噴嘴環(huán)繞所述的工作區(qū)域在一個圓周上均勻分布，所述的 噴嘴通過氣管與壓縮空氣供應(yīng)裝置連接，所述的工作平臺與所述的支架之間設(shè)置有升降 機構(gòu)，所述的噴嘴與所述的工作平臺之間設(shè)置有使所述的噴嘴前后移動的移動機構(gòu)，所述的支架上設(shè)置有將所述的石英管保持在所述的工作區(qū)域中心的夾持裝置。
所述的工作平臺上環(huán)繞所述的工作區(qū)域在一個圓周上成90°設(shè)置有4個噴嘴。
所述的升降機構(gòu)由線性馬達與導(dǎo)軌和驅(qū)動絲杠構(gòu)成。
所述的夾持裝置為不銹鋼夾鉗。
使用上述的淬冷裝置在硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷方法，將剛出爐的裝有 硫系紅外玻璃的石英管通過所述的夾持裝置迅速固定在所述的工作區(qū)域的中心位置，調(diào) 整所述的移動機構(gòu)，使環(huán)繞所述的工作區(qū)域在一個圓周上均勻分布設(shè)置在所述的工作平 臺上的2 6個噴嘴中的每個所述的噴嘴位于所述的石英管表面l 5cm距離，打開所述的 壓縮空氣供應(yīng)裝置，將壓縮空氣氣壓調(diào)整為0.5 1.5X10Spa，使所述的工作平臺以1.5 2.5 米/分鐘速度在大于所述的石英管內(nèi)玻璃的長度5 30mm的范圍內(nèi)作往返升降，持續(xù)4~10 分鐘后完成淬冷。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于通過在一個工作平臺上環(huán)繞工作區(qū)域在一個圓 周上設(shè)置均勻分布的2 6個噴嘴，讓壓縮空氣在裝有硫系紅外玻璃熔體的石英管周圍均 勻淬冷，通過調(diào)整噴嘴的數(shù)量和位置、工作平臺的移動速率和移動范圍、壓縮空氣的氣 壓以及持續(xù)處理的時間來控制淬冷速率，確保玻璃不析晶、不炸裂。本發(fā)明提出了硫系 紅外玻璃均勻而又保持適當(dāng)速率的淬冷技術(shù)，有效解決了硫系紅外玻璃析晶失透和炸裂 問題，可以得到大尺寸、光學(xué)質(zhì)量均勻、紅外透光率好的玻璃。


圖1為本發(fā)明淬冷裝置的簡易示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例一如圖所示， 一種硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷裝置，包括一個設(shè)
置在支架(圖未顯示)上的工作平臺1和設(shè)置在工作平臺1上的4個噴嘴2，工作平臺 1上設(shè)置有通透的工作區(qū)域3，工作區(qū)域3的直徑大于裝有硫系紅外玻璃的石英管4直 徑，噴嘴2環(huán)繞工作區(qū)域3在一個圓周上成90°均勻分布，噴嘴2通過氣管5與壓縮空 氣供應(yīng)裝置(圖未顯示)連接，工作平臺1與支架之間設(shè)置有升降機構(gòu)(圖未顯示)， 噴嘴2與工作平臺1之間設(shè)置有使噴嘴前后移動的移動機構(gòu)(圖未顯示)，支架上設(shè)置有將石英管4保持在工作區(qū)域中心的不銹鋼夾鉗6。
上述的實施例中，支架、壓縮空氣供應(yīng)裝置、升降機構(gòu)和移動機構(gòu)均可以采用現(xiàn)有 技術(shù)，如升降機構(gòu)可以由線性馬達與導(dǎo)軌和驅(qū)動絲杠構(gòu)成，工作平臺上設(shè)置的噴嘴也可
以是2個、3個、5個或6個。
實施例二使用實施例一的淬冷裝置在硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷方法， 硫系紅外玻璃在如圖1所示的圓柱形石英管4中熔煉，石英管4尺寸為O80mmX 240mm，管內(nèi)玻璃原料2400克。玻璃原料通過除水、除氧、提純、真空熔煉后出爐， 可得到①80mmX 100mm的硫系紅外玻璃成品。將剛出爐的裝有硫系紅外玻璃的石英管 4通過不銹鋼夾鉗6迅速固定在工作區(qū)域3的中心位置，調(diào)整移動機構(gòu)，使環(huán)繞工作區(qū) 域3在一個圓周上均勻分布設(shè)置在工作平臺1上的4個噴嘴2中的每個噴嘴2位于石英 管4表面2cm距離，打開所述的壓縮空氣供應(yīng)裝置，將壓縮空氣氣壓調(diào)整為0.6X 106Pa， 使工作平臺1以2.0米/分鐘速度在130mm的范圍內(nèi)作往返升降，持續(xù)8分鐘后完成淬 冷，完成淬冷后迅速將整個石英管放入預(yù)先升溫的退火爐中進行退火。
本發(fā)明在實施例二中，可以根據(jù)玻璃尺寸的不同，對噴嘴2的數(shù)量和位置、工作平 臺1的移動速率和移動范圍、壓縮空氣的氣壓以及持續(xù)處理的時間設(shè)定不同的參數(shù)。
權(quán)利要求
1、一種硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷裝置，其特征在于包括一個設(shè)置在支架上的工作平臺和設(shè)置在所述的工作平臺上的2～6個噴嘴，所述的工作平臺上設(shè)置有通透的工作區(qū)域，所述的工作區(qū)域的直徑大于裝有硫系紅外玻璃的石英管直徑，所述的噴嘴環(huán)繞所述的工作區(qū)域在一個圓周上均勻分布，所述的噴嘴通過氣管與壓縮空氣供應(yīng)裝置連接，所述的工作平臺與所述的支架之間設(shè)置有升降機構(gòu)，所述的噴嘴與所述的工作平臺之間設(shè)置有使所述的噴嘴前后移動的移動機構(gòu)，所述的支架上設(shè)置有將所述的石英管保持在所述的工作區(qū)域中心的夾持裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷裝置，其特征在于所 述的工作平臺上環(huán)繞所述的工作區(qū)域在一個圓周上成90°設(shè)置有4個噴嘴。
3、 如權(quán)利要求1所述的硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷裝置，其特征在于所 述的升降機構(gòu)由線性馬達與導(dǎo)軌和驅(qū)動絲杠構(gòu)成。
4、 如權(quán)利要求1所述的硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷裝置，其特征在于所 述的夾持裝置為不銹鋼夾鉗。
5、 使用權(quán)利要求1所述的淬冷裝置在硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷方法， 其特征在于將剛出爐的裝有硫系紅外玻璃的石英管通過所述的夾持裝置迅速固定在所 述的工作區(qū)域的中心位置，調(diào)整所述的移動機構(gòu)，使環(huán)繞所述的工作區(qū)域在一個圓周上 均勻分布設(shè)置在所述的工作平臺上的2 6個噴嘴中的每個所述的噴嘴位于所述的石英管 表面l~5cm距離，打開所述的壓縮空氣供應(yīng)裝置，將壓縮空氣氣壓調(diào)整為0.5-1.3 X 106Pa，使所述的工作平臺以1.5~2.5米/分鐘速度在大于所述的石英管內(nèi)玻璃長度的 5 30rnrn的范圍內(nèi)作往返升降，持續(xù)4~10分鐘后完成淬冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硫系紅外玻璃制備過程中的出爐淬冷裝置及淬冷方法，特點是包括一個設(shè)置在支架上的工作平臺和設(shè)置在工作平臺上的2～6個噴嘴，工作平臺上設(shè)置有通透的工作區(qū)域，工作區(qū)域的直徑大于裝有硫系紅外玻璃的石英管直徑，噴嘴環(huán)繞工作區(qū)域在一個圓周上均勻分布，噴嘴通過氣管與壓縮空氣供應(yīng)裝置連接，工作平臺與支架之間設(shè)置有升降機構(gòu)，噴嘴與工作平臺之間設(shè)置有使噴嘴前后移動的移動機構(gòu)，支架上設(shè)置有將石英管保持在工作區(qū)域中心的夾持裝置，優(yōu)點是讓壓縮空氣在裝有璃熔體的石英管周圍均勻淬冷，通過調(diào)整噴嘴的數(shù)量和位置、工作平臺的移動速率和移動范圍、壓縮空氣的氣壓以及持續(xù)處理的時間來控制淬冷速率，確保玻璃不析晶、不炸裂。
文檔編號C03C3/32GK101531450SQ20091009592
公開日2009年9月16日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者徐鐵峰, 戴世勛, 燕 楊, 祥 沈, 王訓(xùn)四, 聶秋華 申請人:寧波大學(xué)