可见光深截止的高透光学玻璃的制备方法技术

本发明专利技术提供的一种可见光深截止且高透光学玻璃的制备方法，将原料：石英砂、硼酸、五氧化二磷、氧化铝、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、着色剂A、着色剂B、还原剂按照配料要求加料，升温至1230±5℃，升温时间为1.5个小时；在1230±5℃温度下熔炼4小时，降温、出料、退火，得到可见光深截止的高透光学玻璃。本发明专利技术方法通过对配方的调整及工艺的改进，无需镀膜即可达到镀膜玻璃的透过率，透过率大于85％，同时实现对可见光进行深度截止。

【技术实现步骤摘要】
可见光深截止的高透光学玻璃的制备方法
本专利技术涉及用于医疗生物酶标定设备用玻璃，具体涉及一种可见光深截止且334nm波段高透的光学玻璃。
技术介绍
可见光截止玻璃在医疗检测设备有着广泛的应用。在不同紫外波段(254nm；313nm；334nm，365nm)，光学玻璃的光谱特性是需要较高的透过率，同时截止可见光波段。目前国内类似光学玻璃存在两方面缺陷：1.334nm波段透过率不高，一般在80％左右；目前光学玻璃在334nm波段目前峰值透过率仅为80％左右，而目前实际应用要求需要达到85％以上。2.在可见光波段尤其是450nm-650nm平均透过率大约在0.1％左右，截止深度OD＝3，截止深度虽然可以满足目前主流医疗设备检测要求，但由于截止深度不够，可见光的透过对检验精度有影响，因此仍然无法满足检测精度要求高的场合。目前针对上述两方面的缺陷，行业的一般作法是：为了能够达到334nm波段透过率高的要求，往往需要牺牲可见光截止能力，因此必须在玻璃原有基础上进行镀膜，从而达到可见光截止的要求。但是镀膜带来的不利因素是，镀膜玻璃有寿命，一般在3年左右需要更换玻璃，另外通过镀膜二次加工，成本增加较多，而且可见光截止度不理想。CN201610455065.4专利技术公开了一种高透型三银low-e玻璃，包括玻璃基片，在玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻地复合有十五个膜层，第一膜层为SSTZrOx层，第二层为ZnAlOx层，第三层为TiOx层，第四层为Ag层，第五层为ZnAlOx层，第六层为SiAlNx层，第七层为ZnO层，第八层为Ag层，第九层为ZnSnO2层，第十层为NiCrOx层,第十一层为AZO层，第十二层为Ag层，第十三层为CrNxOy层，第十四层为ZnAlOx层，第十五层为SnO2层。该方法通过镀膜虽然透光率高达80％以上，但是成本增加较多，而且。CN201110375231.7专利技术公开了一种高透长波紫外线玻璃及其制备方法，所述玻璃的组分为：按质量分数，SiO262～68、Al2O32～4、Na2O6～12、K2O2～6、碱土金属氧化物5～10、PbO7～11、NiO0.1～3、CoO0.1～1和Fe2O30.1～0.2。该专利技术能透过波长为320nm-400nm的长波紫外线，而且其在最大紫外线透过率达到79.1％；透过率无法达到市场需求的85％以上，而且可见光截止度不理想。因此急需研发一种新的光学玻璃材料，使得光学玻璃具备在334nm波段的高透性能，同时能够满足可见光深度截止的功能来满足市场需求。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于提供一种在可见光波段深度截止且334nm波段高透过率的光学玻璃。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术的一种可见光深截止且高透光学玻璃的制备方法，将原料：石英砂、硼酸、五氧化二磷、氧化铝、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、着色剂A、着色剂B、还原剂按照配料要求加料，升温至1230±5℃，升温时间为1.5个小时；在1230±5℃温度下熔炼4小时，降温、出料、退火，得到可见光深截止的高透光学玻璃。优选地，所述原料各组分按重量份数计具体为：石英砂30－40份，硼酸13－15份，五氧化二磷20-30份，氧化铝4－8份，碳酸钠8－10份，碳酸钾4－6份，碳酸钙3－5份，着色剂A1－1.3份，着色剂B2－3.3份，还原剂1－2份。优选地，所述还原剂为氢化铝锂。优选地，所述着色剂A为氧化钴，所述着色剂B为氧化镍。优选地，所述着色剂A和着色剂B的比例为1:1.5。优选地，所述加料温度1150℃，料化透后再次加料，总共加料10次，每次加料间隔约30分钟。优选地，所述加料过程包括如下步骤：S1、将燃气炉加热升温至1150℃；S2、将所述原料混合均匀后，保持加料温度为1150±50℃，料化透后再次加料，每次加料间隔约30分钟，总共加料10次。优选地，所述降温过程为：将温度从1250℃降至1120℃，降温时间为1h。优选地，所述出料的出料温度为1100-1160℃；所述退火过程为，退火炉580℃降温，每小时5℃，降到300℃，闭电自然降温。优选地，加料前对着色剂进行预处理，所述预处理为：将着色剂A、着色剂B倒入氧化铝和碳酸钾中，使着色剂A、着色剂B被氧化铝和碳酸钾完全包覆。优选地，所述原料各组分按重量份数计具体为：石英砂35份，硼酸13份、五氧化二磷26份，氧化铝7份、着色剂B3份、碳酸钠9份、碳酸钾5份、碳酸钙4份、着色剂A1.2重量份、还原剂1.2份。下面将对构成本专利技术光学玻璃的每种组分进行详细描述：本专利技术中二氧化硅是玻璃形成的主体成分。由于需要334nm高透过的玻璃，加入一定比例的磷酸，可使得玻璃在365nm波段透过率表现更加好一些，因此选用以二氧化硅为主，磷酸为辅的玻璃体系，同时考虑到玻璃在可见光部分需要截止，因此着色剂会采用镍，而引入镍离子截止可见光的同时也不能影响365nm波段的透射。而在P2O5-AL2O3-B2O3玻璃体系中，碱金属氧化物含量较少，镍离子主要以六配位[NiO6]存在，镍离子在紫外部分有很高的透过率，而且透过范围也移向紫外短波方向，综合考虑，采用以二氧化硅为主，磷酸为辅的玻璃体系。石英砂30－40份重量份，五氧化二磷20-30份。本专利技术中硼酸作为磷酸盐结构玻璃体系的重要组成部分。通过加入硼酸，能够改善磷酸盐玻璃化学稳定性差的缺点。同时，硼酸是良好的助熔剂，可使玻璃熔点降低。硼酸过多容易出现“硼反常现象”，不易过分引入，因此组分控制在13-15重量份，最佳为13-14重量份。本专利技术中氧化铝作为磷酸盐玻璃体系结构的一部分，与磷酸和硼酸形成整磷酸铝(Al2O3·P2O5)与正磷酸硼(B2O3·P2O5)，由于玻璃形成AlPO4和BPO4基团，使得磷酸盐原有的层状结构变为架状结构，使得磷酸盐玻璃化学稳定性提升，热膨胀系数降低。组分在4-8重量份，最佳为7重量份。本专利技术中氧化钴作为本专利技术玻璃的着色剂之一，其作用是和另外一种着色剂镍一起使用，截止可见光波段。钴离子在磷酸盐玻璃中以六配位[NiO6]存在，主要在550nm有较强的吸收。组分在2-3.3重量份，最佳为3重量份；本专利技术中碳酸钠主要作为助熔剂并且增加玻璃的密度和强度；组分在8-10重量份，最佳为9重量份；本专利技术中碳酸钾，在玻璃中主要起断网作用，能够提高玻璃化学稳定性，表面张力和析晶能力。组分在4-6重量份，最佳为5重量份；本专利技术中碳酸钙属于二价金属氧化物。钙离子有极化桥氧和减弱硅氧键的作用，可以降低玻璃高温黏度，同时减少非桥氧，减少因电离辐射而产生的自由电子被非桥氧捕获，从而导致紫外波段吸收，引起玻璃在紫外波段透过率衰退。但过多会增加玻璃脆性，并容易析晶，因此组分控制在3-5重量份，最佳为3.5-4重量份。本专利技术中氧化镍作为该玻璃的着色剂，配合另一种着色剂钴一起使用，其目的是截止可见光波段。镍离子在磷酸盐玻璃中主要以[NiO6]存在，在430nm有强吸收。但是当引入量过多，则透过率峰值会从430nm向短波方向移动，这对透紫外玻璃是极为不利，经过大量实验发现，引入镍1－1.3重量份为宜，最佳量为1.2重量份，与此同时还需要和钴的引入量配比恰当，镍和钴的最佳配比为1:1.5。专利技术人对玻璃的硅酸盐磷酸盐系统使用氢化铝锂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可见光深截止且高透光学玻璃的制备方法，其特征在于，将原料：石英砂、硼酸、五氧化二磷、氧化铝、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、着色剂A、着色剂B、还原剂按照配料要求加料，升温至1230±5℃，升温时间为1.5个小时；在1230±5℃温度下熔炼4小时，降温、出料、退火，得到可见光深截止的高透光学玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种可见光深截止且高透光学玻璃的制备方法，其特征在于，将原料：石英砂、硼酸、五氧化二磷、氧化铝、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、着色剂A、着色剂B、还原剂按照配料要求加料，升温至1230±5℃，升温时间为1.5个小时；在1230±5℃温度下熔炼4小时，降温、出料、退火，得到可见光深截止的高透光学玻璃。2.根据权利要求1所述的可见光深截止且高透光学玻璃的制备方法，其特征在于，所述原料各组分按重量份数计具体为：石英砂30－40份，硼酸13－15份，五氧化二磷20-30份，氧化铝4－8份，碳酸钠8－10份，碳酸钾4－6份，碳酸钙3－5份，着色剂A1－1.3份，着色剂B2－3.3份，还原剂1－2份。3.根据权利要求1或2所述的一种可见光深截止且高透光学玻璃的制备方法，其特征在于，所述还原剂为氢化铝锂。4.根据权利要求1或2所述的一种可见光深截止且高透光学玻璃的制备方法，其特征在于，所述着色剂A为氧化钴，所述着色剂B为氧化镍。5.根据权利要求所述的一种可见光深截止且高透光学玻璃的制备方法，其特征在于，所述着色剂A和着色剂B的比例为1:1.5。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：沈杰，
申请(专利权)人：南通市国光光学玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32