一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉,属石英玻璃熔制设备技术领域。该真空炉包括炉体、保温室、石墨加热器和石墨坩埚，炉体内通过固定板固装有保温室，保温室内通过安装件和石墨加热器活动安装有石墨坩埚。该真空炉采用底部加热由下至上逐层化料的工作方式，炉腔为封闭的结构，加热室内不含杂质，受热良好，在炉内实现石英砂烧结、石英玻璃形成、石英玻璃澄清、石英玻璃的均化以及石英玻璃的冷却过程。成型后的石英玻璃几无肉眼可见气泡和条纹、光学性能好、少析晶情况。有效提高了生产效率，降低了羟基含量。

A vacuum furnace for preparing low hydroxyl silica glass

The utility model relates to a vacuum furnace for preparing low hydroxyl quartz glass, belonging to the technical field of quartz glass melting equipment. The vacuum furnace comprises a furnace body, a heat preservation chamber, a graphite heater and a graphite crucible. A heat preservation chamber is fixed in the furnace body through a fixed plate, and a graphite crucible is movably installed in the heat preservation chamber through an installation piece and a graphite heater. The vacuum furnace adopts the working mode of bottom heating from bottom to top layer by layer. The furnace chamber is a closed structure. There is no impurity in the heating chamber. The furnace can sinter quartz sand, form quartz glass, clarify quartz glass, homogenize quartz glass and cool quartz glass. The formed quartz glass has no visible bubbles and streaks, good optical performance and less crystallization. The production efficiency and the hydroxyl content were effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉
本技术涉及一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉,属石英玻璃熔制设备

技术介绍
微电子、光电子、航天航空、激光及精密光学等高新技术产业是正在发展中的产业，是许多
和产业的核心和催化剂，紫外光学石英玻璃是其关键性基础材料，支撑着这些高新技术产业的发展，具有广阔的发展前景。石英玻璃中羟基（OH-）含量对石英玻璃的品质影响很大，羟基（OH-）在石英玻璃中由于使硅氧链断裂、结构松弛，降低石英玻璃的高温粘度，从而降低石英玻璃的耐温性。随着羟基（OH-）含量增加，石英玻璃的粘度，密度，折射率减小，对一定波长的红外光波强烈吸收，对一定波长的紫外光波也有一定的吸收，极大影响了石英玻璃的光学性能。现有的石英玻璃制备方法气炼法、化学气相沉积合成石英玻璃锭的光学均匀性达不到使用要求，羟基含量高，而且生产效率不高。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种结构简单，可有效提高生产效率，降低羟基含量的用于制备低羟基石英玻璃的真空炉。本技术的技术方案是：一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；包括炉体、保温室、石墨加热器和石墨坩埚，其特征在于：炉体内通过固定板固装有保温室，保温室内通过安装件和石墨加热器活动安装有石墨坩埚。所述的炉体由上炉盖、中炉筒和炉底盘构成，上炉盖与中炉筒之间固定连接，中炉筒与炉底盘之间活动密封贴合连接，上炉盖的顶部安装有红外测温管，红外测温管的一端与保温室连通，红外测温管的另一端延伸至上炉盖上方。所述的红外测温管的一侧的上炉盖上设置有真空管，真空管与炉体内腔连通。所述的上炉盖、中炉筒和炉底盘分别为夹层体，上炉盖、中炉筒和炉底盘上分别设置有冷却进水管和出水管。所述的中炉筒内壁上设置有环形的固定板，保温室通过固定板固定安装在中炉筒内。所述的安装件由支撑柱、安装底板和保温隔热板构成，安装底板上对称设置有支撑柱，支撑柱上端安装有石墨加热器，石墨加热器与安装底板之间呈上下层叠状设置有保温隔热板，安装件通过支撑柱与炉底盘固定连接。所述的炉底盘底部固装有连接件；炉底盘通过连接件与升降装置连接。所述的安装底板外侧的炉底盘内壁上设置有环形支撑板，环形支撑板与保温室活动接触连接。所述的石墨坩埚由支撑板、通气板、内坩埚、外坩埚和均热板构成，支撑板上固装有外坩埚，外坩埚内通过隔离环套装有内坩埚，内坩埚和外坩埚之间设置有隔热层，外坩埚的顶部安装有通气板，内坩埚内的支撑板上通过垫高环安装有均热板。本技术的有益效果在于：该用于制备低羟基石英玻璃的真空炉采用底部加热，由下至上逐层化料的工作方式，炉腔为封闭的结构，加热室内不含杂质，受热良好，在炉内实现石英砂烧结、石英玻璃形成、石英玻璃澄清、石英玻璃的均化以及石英玻璃的冷却过程。成型后的石英玻璃OH基团含量低，无肉眼可见气泡和条纹、光学性能好、少析晶情况。有效提高了生产效率，降低了羟基含量。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的石墨坩埚的结构示意图。图中：1、保温室，2、石墨加热器，3、石墨坩埚，4、上炉盖，5、中炉筒，6、炉底盘，7、红外测温管，8、固定板，9、真空管，10、支撑柱，11、安装底板，12、冷却进水管，13、连接件，14、支撑板，15、通气板，16、内坩埚，17、外坩埚，18、均热板，19、隔离环，20、隔热层，21、垫高环，22、环形支撑板，23、出水口。具体实施方式该用于制备低羟基石英玻璃的真空炉包括炉体、保温室1、石墨加热器2和石墨坩埚3，炉体由上炉盖4、中炉筒5和炉底盘6构成，上炉盖4与中炉筒5之间固定连接，中炉筒5与炉底盘6之间活动密封贴合连接，上炉盖4与中炉筒5之间连接处设置有密封圈，以增加密封性，外部用卡扣固定连接，以增加密封贴合的稳定性。上炉盖4的顶部安装有红外测温管7，红外测温管7的一端与保温室1连通，红外测温管2的另一端延伸至上炉盖4上方。中炉筒5内壁上设置有环形的固定板8，保温室1通过固定板8固定安装在中炉筒5内。红外测温管7一侧的上炉盖4上设置有真空管9，真空管9与保温室1连通。保温室1内通过安装件和石墨加热器2活动安装有石墨坩埚3。安装件由支撑柱10、安装底板11和保温隔热板构成，安装底板11上对称设置有支撑柱10，支撑柱10上端安装有石墨加热器2，石墨加热器2下方的安装底板11上呈上下层叠状设置有保温隔热板，安装件通过支撑柱10与下炉体5固定连接。安装底板11外侧的炉底盘6内壁上设置有环形支撑板22，环形支撑板22与保温室1活动接触连接，以对保温室1形成辅助支撑。炉底盘6底部固装有连接件13；炉底盘6通过连接件13与升降装置（图中未示）连接。该真空炉的石墨坩埚3由支撑板14、通气板15、内坩埚16、外坩埚17和均热板18构成，支撑板14上固装有外坩埚17，外坩埚17内通过隔离环19套装有内坩埚16，内坩埚16和外坩埚17之间设置有隔热层20，外坩埚17的顶部安装有通气板15，内坩埚16内的支撑板14上通过垫高环21安装有均热板18。该真空炉的上炉盖4、中炉筒5和炉底盘6分别为夹层体，上炉盖4、中炉筒5和炉底盘6上分别设置有冷却进水管12和出水口23。该用真空炉工作时，启动升降装置使中炉筒5与炉底盘6之间脱离，将石英砂装入到石墨坩埚3中，盖上通气板15，再次启动升降装置使中炉筒5与炉底盘6之间紧密接触，中炉筒5与炉底盘6外部用卡扣固定连接。打开水冷循环水，以在升温过程中对炉体进行冷却，同时启动真空系统通过真空管9对炉体进行抽真空，待炉内真空降至10Pa左右时，给石墨加热器2通电，对石墨坩埚3进行加热升温进行石英玻璃熔制，升温过程根据工艺要求分为多个升温速率的阶段，最低升温速率控制在0.2℃/h，待程序走完，再根据实际情况是否需要增加加热时间。反之，则关闭加热器1，待其自然降温，温度降低至500℃，关闭真空系统，待保温室1温度降低至100℃时，将炉体外部卡扣松开，启动升降装置使中炉筒5与炉底盘6之间脱离，待温度降至50℃时，即可将熔制的石英玻璃取出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；包括炉体、保温室（1）、石墨加热器（2）和石墨坩埚（3），其特征在于：炉体内固装有保温室（1），保温室（1）内通过安装件和石墨加热器（2）活动安装有石墨坩埚（3）；所述的炉体由上炉盖（4）、中炉筒（5）和炉底盘（6）构成，上炉盖（4）与中炉筒（5）之间固定连接，中炉筒（5）与炉底盘（6）之间活动密封贴合连接，上炉盖（4）的顶部安装有红外测温管（7），红外测温管（7）的一端与保温室（1）连通，红外测温管（7）的另一端延伸至上炉盖（4）上方；炉底盘（6）底部固装有连接件（13）；炉底盘（6）通过连接件（13）与升降装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；包括炉体、保温室（1）、石墨加热器（2）和石墨坩埚（3），其特征在于：炉体内固装有保温室（1），保温室（1）内通过安装件和石墨加热器（2）活动安装有石墨坩埚（3）；所述的炉体由上炉盖（4）、中炉筒（5）和炉底盘（6）构成，上炉盖（4）与中炉筒（5）之间固定连接，中炉筒（5）与炉底盘（6）之间活动密封贴合连接，上炉盖（4）的顶部安装有红外测温管（7），红外测温管（7）的一端与保温室（1）连通，红外测温管（7）的另一端延伸至上炉盖（4）上方；炉底盘（6）底部固装有连接件（13）；炉底盘（6）通过连接件（13）与升降装置连接。2.根据权利要求1所述的一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；其特征在于：所述的红外测温管（7）的一侧的上炉盖（4）上设置有真空管（9），真空管（9）与炉体内腔连通。3.根据权利要求1所述的一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；其特征在于：所述的上炉盖（4）、中炉筒（5）和炉底盘（6）分别为夹层体，上炉盖（4）、中炉筒（5）和炉底盘（6）上分别设置有冷却进水管（12）和出水口（23）。4.根据权利要求1所述的一种用于制备低羟基石英玻璃的真空炉；其特征在于：所述的中炉筒（5）内壁上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国君，刘小舟，万后本，王韬，吴成晨，
申请(专利权)人：湖北菲利华石英玻璃股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42