一种玻璃熔制方法技术

本发明专利技术属于玻璃制备技术领域，具体涉及一种玻璃熔制方法，包括：玻璃熔融工序，在玻璃熔制装置内通过加热将玻璃原料熔融而形成熔融玻璃；玻璃均化工序，在玻璃熔制装置内通过搅拌所述熔融玻璃而形成均化玻璃液；在所述玻璃熔融工序和玻璃均化工序中，所述玻璃熔制装置内的气氛为弱还原气氛，所述弱还原气氛的压力为0.1

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃熔制方法


[0001]本专利技术属于玻璃制备
，具体涉及一种玻璃熔制方法。

技术介绍

[0002]玻璃中杂质严重影响其光学、力学和化学稳定性，例如，透紫外玻璃中微量杂质可产生紫外吸收，降低紫外区透过率；特殊色散玻璃中微量杂质将影响玻璃光学常数，进而降低玻璃相对部分色散偏离值；锂铝硅玻璃中微量杂质可降低离子交换速率，导致玻璃力学性能下降；耐碱玻璃中痕量杂质可与Rb蒸气反应，影响耐碱玻璃服役可靠性和寿命。因此，如何控制玻璃中杂质含量是特种玻璃制备领域的关键工序。
[0003]玻璃中杂质来源较多，主要有配合料纯度不高、熔制过程中耐火材料被腐蚀后浸入玻璃、熔制气氛导致变价离子以高价状态存在引起着色等。针对目前玻璃制备中杂质来源，现有的制备装置及其方法难以有效控制玻璃中杂质。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于，提供一种玻璃熔制方法，可以有效解决现有玻璃熔制过程中的杂质引入问题，从而提升玻璃光学、力学和化学稳定性。
[0005]具体来说，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一种玻璃熔制方法，包括：
[0007]玻璃熔融工序，在玻璃熔制装置内通过加热将玻璃原料熔融而形成熔融玻璃；
[0008]玻璃均化工序，在玻璃熔制装置内通过搅拌所述熔融玻璃而形成均化玻璃液；
[0009]在所述玻璃熔融工序和玻璃均化工序中，所述玻璃熔制装置内的气氛为弱还原气氛，所述弱还原气氛的压力为0.1
‑
0.6MPa(表压)。
[0010]本专利技术的专利技术人基于对本领域的研究，并经过大量的实验摸索，发现在玻璃熔融工序和玻璃均化工序中，玻璃熔制装置内采用0.1
‑
0.6MPa的微正压气氛保护，既控制了玻璃原料挥发，确保玻璃组分一致性；又使玻璃中Fe、Ti、Ce等着色离子以低价态存在，减少玻璃着色，提高玻璃光学、力学和化学稳定性。若低于0.1MPa时，无法有效控制玻璃挥发，确保组分一致性；若高于0.6MPa时，气体会溶解到玻璃液中，导致玻璃产生气泡和条纹
[0011]进一步优选的，所述弱还原气氛的压力为0.2
‑
0.4MPa(表压)。本专利技术发现，在此范围内，玻璃光学、力学和化学稳定性更优异。
[0012]作为优选，所述弱还原气氛包含N2和还原气体，所述还原气体选自H2、CO、NH3中的至少一种。例如，可以为N2+H2、N2+CO、N2+NH3等混合气体。
[0013]进一步优选的，所述弱还原气氛中，还原气体的体积百分比为1％
‑
3％。若体积比低于1％，还原气体太弱，无法起到还原作用；若体积比高于3％，还原气体极易发生爆炸，产生安全隐患。
[0014]作为优选，在所述玻璃熔融工序中，将所述玻璃原料放入坩埚中进行加热熔融，所述玻璃原料在放入坩埚之前，需进行预烧结球化，得到粒度1
‑
5mm的球形玻璃原料。由于炉
体内为微正压，为防止加料时玻璃原料飞扬，玻璃原料装入坩埚前需进行预烧结球化，粒度控制在1
‑
5mm。若粒度过细，玻璃原料飞扬，污染炉体；若粒度过大，增加玻璃熔制难度。
[0015]作为优选，所述玻璃熔制装置采用耐热不锈钢材质的炉壳，所述炉壳包括内壳和外壳，所述内壳和外壳形成空腔并通入冷却循环水(确保炉体外表面温度低于50℃)。本专利技术所用玻璃熔制装置采用水冷耐热不锈钢炉壳，避免了耐火材料被腐蚀后进入到玻璃液中，降低玻璃纯度。
[0016]作为优选，在所述玻璃熔融工序中，将所述玻璃原料放入纯度5N以上的石英玻璃或刚玉材质的坩埚中进行加热熔融。本专利技术采用上述材质的坩埚，避免了采用Pt或Pt
‑
Rh坩埚而在玻璃中引入Pt闪点、Rh紫外吸收等缺陷，提高了玻璃洁净度。
[0017]作为优选，在所述玻璃均化工序中，采用纯度5N以上的石英玻璃或刚玉材质的搅拌器进行搅拌。本专利技术采用上述材质的搅拌器，避免了采用Pt或Pt
‑
Rh搅拌器而在玻璃中引入Pt闪点、Rh紫外吸收等缺陷，提高了玻璃洁净度。
[0018]作为优选，在所述玻璃均化工序中，所述搅拌的转速为30
‑
100rpm，搅拌的时间为2
‑
4h。在上述搅拌条件下，可以保证优异的均化效果。
[0019]作为优选，在所述玻璃熔融工序和所述玻璃均化工序中，所述玻璃熔制装置内的温度保持在1420
‑
1600℃范围内。
[0020]本专利技术还提供上述玻璃熔制方法在制备透深紫外玻璃和特殊色散光学玻璃中的应用。本方法所述玻璃熔制方法属于间歇式生产，适合小批量、多品种、高纯度玻璃制备，尤其是适合透深紫外玻璃和特殊色散玻璃制备。
[0021]本专利技术的有益效果至少在于：
[0022]本专利技术提供的玻璃熔制方法，既控制了玻璃原料挥发，确保玻璃组分一致性；又使玻璃中Fe、Ti、Ce等着色离子以低价态存在，减少玻璃着色，提高玻璃光学、力学和化学稳定性。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中需要使用的附图作简单介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为实施例采用的玻璃熔制装置的主视图。
[0025]其中，1
‑
上炉壳；2
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观察窗；3
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搅拌器；4
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加料仓；5
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闸门；6
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压力表；7
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加料管；8
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密封圈；9
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电磁阀；10
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出气口；11
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中炉壳；12
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支架；13
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垫片；14
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下炉壳；15
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进气口；16
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坩埚；17
‑
坩埚套；18
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加热元件；19
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热电偶；20
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卡具；21
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抽气口；22
‑
升降导轨。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种玻璃熔制方法，包括：
[0027]玻璃熔融工序，在玻璃熔制装置内通过加热将玻璃原料熔融而形成熔融玻璃；
[0028]玻璃均化工序，在玻璃熔制装置内通过搅拌所述熔融玻璃而形成均化玻璃液；
[0029]在所述玻璃熔融工序和玻璃均化工序中，所述玻璃熔制装置内的气氛为弱还原气
氛，所述弱还原气氛的压力为0.1
‑
0.6MPa(表压)。采用上述方法，既控制了熔制过程中玻璃原料挥发，确保玻璃组分一致性；又使玻璃中Fe、Ti、Ce等着色离子以低价态存在，减少玻璃着色，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃熔制方法，其特征在于，包括：玻璃熔融工序，在玻璃熔制装置内通过加热将玻璃原料熔融而形成熔融玻璃；玻璃均化工序，在玻璃熔制装置内通过搅拌所述熔融玻璃而形成均化玻璃液；在所述玻璃熔融工序和玻璃均化工序中，所述玻璃熔制装置内的气氛为弱还原气氛，所述弱还原气氛的压力为0.1
‑
0.6MPa。2.根据权利要求1所述的玻璃熔制方法，其特征在于，所述弱还原气氛的压力为0.2
‑
0.4MPa。3.根据权利要求1或2所述的玻璃熔制方法，其特征在于，所述弱还原气氛包含N2和还原气体，所述还原气体选自H2、CO、NH3中的至少一种。4.根据权利要求3所述的玻璃熔制方法，其特征在于，所述弱还原气氛中，还原气体的体积百分比为1％
‑
3％。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的玻璃熔制方法，其特征在于，在所述玻璃熔融工序中，将所述玻璃原料放入坩埚中进行加热熔融，所述玻璃原料在放入坩埚之前，需进行预烧结球化，得到粒度1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王衍行，李现梓，韩韬，杨鹏慧，石晓飞，唐梦迪，祖成奎，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：