一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉制造技术

本实用新型专利技术提供一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉，包括：支架、炉体、底座、驱动装置、气氛调节系统和温度控制系统。炉体安置在支架上且其内部中空形成炉膛，炉膛内壁设有加热层，加热层之外设有保温层；底座置于炉体的正下方，底座上依次设有保温层、加热层以及主轴，主轴的上端连接有托盘；驱动装置连接底座和主轴，驱动主轴旋转以及驱动底座沿支架垂向滑动；气氛调节系统包括设置于炉体上的进气通道和出气通道，进气通道上设有压力、流量调节器；温度控制系统包括多个分散设置于炉膛内壁的热电偶以及控制器。本实用新型专利技术可对直径600-700mm的石英玻璃进行精密退火，并制备结构浓度不同的石英玻璃，同时退火后应力双折射值达Ⅰ-Ⅱ类的要求。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉
本技术涉及一种玻璃退火炉，特别是涉及一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉。
技术介绍
石英玻璃以其高纯、高的透光性以及低的热膨胀性等一系列优良的理化性能成为一种重要的基础材料，其广泛应用于微电子、光纤通讯、激光、传感技术等高新
。石英玻璃内部的羟基含量、氧空位等都是影响石英玻璃关键性能(如光学均匀性、激光损伤阈值、紫外红外光谱特性等)的重要因素。随着大尺寸石英玻璃应用领域的拓展，对控制不同羟基含量、氧空位等结构状态的石英玻璃的需求越来越多。但是，目前国内外熔制石英玻璃的工艺主要有四种，由其工艺决定的内部羟基、氧空位等状态基本一致。同时，随着各领域技术的飞速发展，对石英玻璃的直径由100-500mm扩大到600-700_，如此大尺寸的石英玻璃中应力的存在会影响石英玻璃的光学均匀性、表面面形稳定性等。目前，国内外尚无一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉，能够对直径600-700_的大尺寸石英玻璃进行精密退火，还能获得不同羟基含量、氧空位等结构状态的石英玻璃。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种大尺寸石英玻璃精密气氛退火炉，本技术可对直径600-700_的大尺寸石英玻璃进行精密退火，并制备结构浓度不同的石英玻璃，使退火后的石英玻璃应力双折射值达1-1I类的要求。为了实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案:一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉，该退火炉包括:支架、炉体、底座、驱动装置、气氛调节系统以及温度控制系统；其中，所述炉体安置在所述支架上，且所述炉体内部中空以形成炉膛，所述炉膛内壁设置有加热层，所述加热层与所述炉膛内壁之间设置有保温层；所述底座安置于所述炉体的正下方，且滑动连接于所述支架，所述底座上依次铺设有保温层和加热层，所述底座上还设置有主轴，所述主轴穿过所述底座以及所述底座上的保温层和加热层，所述主轴的上端连接有托盘；所述驱动装置分别连接所述底座、所述主轴，用于驱动所述底座沿着所述支架垂向滑动以及驱动所述主轴旋转；所述气氛调节系统包括进气通道、出气通道以及压力、流量调节器；所述进气通道、出气通道设置于所述炉体上，所述压力与流量调节器设置于所述进气通道上；所述温度控制系统包括多个热电偶以及控制器，所述多个热电偶分散地设置于所述炉膛内壁，所述控制器与所述多个热电偶以及所述加热层连接。进一步地，所述炉膛为圆筒状，且所述炉膛的内径为800-900mm。进一步地，所述托盘上设置有用于使石英玻璃竖直错位放置的样品架。进一步地，所述样品架包括底板以及设置在底板上的多条平行的隔板，且所述隔板之间形成用于固定石英玻璃的槽。进一步地，所述托盘与所述底座上加热层的距离为5_8mm，所述托盘的材质为耐高温材料。进一步地，所述出气通道与所述进气通道相对设置，其中，所述进气通道与所述出气通道不在同一水平上，且所述出气通道与所述进气通道之间的纵向距离为150-250mm，进气通道与底座的纵向距离为15_50mm。进一步地，所述加热层内包括多片所述纤维炉材，且所述纤维炉材内设置有“S型”排布的电炉丝。进一步地，所述底座上的加热层为圆柱状，且其直径与所述炉膛内壁的直径一致。进一步地，所述支架的侧部设置有导轨，所述底座与所述导轨滑动连接。进一步地，所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置；其中，所述第一驱动装置包括升降电机、齿轮以及链条，其中，所述升降电机安置于所述支架上，所述升降电机连接所述齿轮，所述齿轮设置在所述支架上，所述齿轮通过所述链条与所述底座连接，用于驱动所述底座沿着所述支架上的导轨垂向滑动。所述第二驱动装置包括减速电机以及与所述减速电机连接的变向齿轮；其中，所述减速电机设置在所述底盘的下方，所述变向齿轮连接所述主轴，用于驱动所述主轴旋转。本技术的有益效果是:(I)本技术采用的气氛调节系统可以向炉膛内通入不同气体，以调节石英玻璃内部的羟基含量、氧空位等结构状态，实现不同应用要求的、特殊性能石英玻璃样品的制备，同时可满足退火后应力双折射值达1-1I类的要求。(2)本技术提供的炉体的炉膛内径为800-900mm，可对直径为600_700mm的石英玻璃进行气氛退火，且通过精密的温度控制系统，使炉膛内的最高温度可达1400°C且炉膛内各点温度差为0.5°C，从而能够对600-700_的大尺寸石英玻璃进行精密退火，消除石英玻璃中的应力，使石英玻璃各部分结构趋于一致，以提高光学均匀性。(3)本技术提供托盘以及托盘上设置的多条规格不同样品架可将多块石英玻璃竖直错位放置，增大了石英玻璃与气体的接触面积，更好地实现对石英玻璃内部结构的控制。(4)本技术提供的驱动装置，一方面驱动底座沿着支架纵向滑动，从而方便放置样品或者取出样品；另一方面驱动所述底座上的主轴转动，从而带动托盘以及托盘上的石英玻璃做圆周运动，从而使石英玻璃受热均匀。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。【附图说明】图1是本技术提供的一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉的结构示意图；图2为本技术提供的一实施例示意图。【具体实施方式】为更进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术提出的一种大尺寸石英玻璃精密气氛退火炉其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。本技术的一个实施例提供了一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉，如图1所示，该退火炉包括支架1、炉体2、底座3、驱动装置、气氛调节系统以及温度控制系统。其中，炉体2安置在支架I的上端，炉体2内部中空以形成炉膛21，炉膛21的内壁上设置有加热层212，加热层212外还设置有保温层211。底座3置于炉体2的正下方且与支架I侧部设置的导轨11滑动连接，使底座3可以沿着导轨11垂向滑动以打开或者关闭炉膛21，从而方便放置或者取出样品；底座3上设置有加热层34和保温层33，保温层33设置于加热层34的下部，底座3上还设置有主轴31，且主轴31的上端依次穿过底座3以及底座3上的保温层33、加热层34 ;主轴31的上端设置有用于放置石英玻璃的托盘32。驱动装置分别连接底座3、主轴31，用于驱动底座3沿着支架I上的导轨11垂向滑动以方便取放样品，还驱动底座3上的主轴31旋转，以使托盘32上的石英玻璃受热均匀。气氛调节系统包括与炉膛21相通的进气通道51、出气通道54、压力流量调节器(如图1中的压力表53以及流量计52)，其中进气通道51设置在炉体I的一侧，出气通道54设置在炉体I的另一侧，进气通道51用于连接进气管道，以向炉膛21输入气体，出气通道54连接出气管道，用于将炉膛21内的气体输出，且进气通道51和出气通道54上分别设置有阀门，用于实现炉膛21封闭和通气两种功能；进气通道51上设置有耐高温密封法兰，法兰采用硅胶密封圈密封，法兰内设置压力表53，可实测炉膛21压力，流量计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉，其特征在于，该退火炉包括：支架、炉体、底座、驱动装置、气氛调节系统以及温度控制系统；其中，所述炉体安置在所述支架上，且所述炉体内部中空以形成炉膛，所述炉膛内壁设置有加热层，所述加热层与所述炉膛内壁之间设置有保温层；所述底座安置于所述炉体的正下方，且滑动连接于所述支架，所述底座上依次铺设有保温层和加热层，所述底座上还设置有主轴，所述主轴穿过所述底座以及所述底座上的保温层和加热层，所述主轴的上端连接有托盘；所述驱动装置分别连接所述底座、所述主轴，用于驱动所述底座沿着所述支架垂向滑动以及驱动所述主轴旋转；所述气氛调节系统包括进气通道、出气通道以及压力、流量调节器；所述进气通道、出气通道设置于所述炉体上，所述压力、流量调节器设置于所述进气通道上；所述温度控制系统包括多个热电偶以及控制器，所述多个热电偶分散地设置于所述炉膛内壁，所述控制器与所述多个热电偶以及所述加热层连接。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉，其特征在于，该退火炉包括:支架、炉体、底座、驱动装置、气氛调节系统以及温度控制系统；其中， 所述炉体安置在所述支架上，且所述炉体内部中空以形成炉膛，所述炉膛内壁设置有加热层，所述加热层与所述炉膛内壁之间设置有保温层； 所述底座安置于所述炉体的正下方，且滑动连接于所述支架，所述底座上依次铺设有保温层和加热层，所述底座上还设置有主轴，所述主轴穿过所述底座以及所述底座上的保温层和加热层，所述主轴的上端连接有托盘； 所述驱动装置分别连接所述底座、所述主轴，用于驱动所述底座沿着所述支架垂向滑动以及驱动所述主轴旋转； 所述气氛调节系统包括进气通道、出气通道以及压力、流量调节器；所述进气通道、出气通道设置于所述炉体上，所述压力、流量调节器设置于所述进气通道上； 所述温度控制系统包括多个热电偶以及控制器，所述多个热电偶分散地设置于所述炉膛内壁，所述控制器与所述多个热电偶以及所述加热层连接。2.根据权利要求1所述的大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉，其特征在于，所述炉膛为圆筒状，且所述炉膛的内径为800-900mm。3.根据权利要求1所述的大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉，其特征在于，所述托盘上设置有用于使石英玻璃竖直错位放置的样品架。4.根据权利要求3所述的大尺寸石英玻璃精密气氛调节退火炉，其特征在于，所述样品架包括底板以及设置在底板上的多条平行的隔板，且所述隔板之间形成用于固定石英玻璃的槽。5.根据权利要求4所述的大尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧，向在奎，聂兰舰，邵竹峰，张昕，王蕾，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院，
类型：新型
国别省市：北京;11