离子交换炉和梯度折射率玻璃的制备方法技术

本发明专利技术涉及光学玻璃加工技术领域，具体而言，涉及一种离子交换炉和梯度折射率玻璃的制备方法。离子交换炉包括分解炉、交换炉和回收炉，分解炉用于分解熔盐，交换炉用于熔盐与光学玻璃进行离子交换，回收炉用于处理离子交换后的熔盐，分解炉与交换炉之间通过第一高温管道连通，交换炉与回收炉之间通过第二高温管道连通，分解炉与回收炉之间通过第三高温管道连通，第一高温管道、第二高温管道和第三高温管道能够承受至少600℃的高温，第一高温管道、第二高温管道和第三高温管道上设有泵控阀。本发明专利技术提供的离子交换炉能够提高交换效率。本发明专利技术还提供了使用该离子交换炉制备的梯度折射率玻璃的制备方法。玻璃的制备方法。玻璃的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
离子交换炉和梯度折射率玻璃的制备方法


[0001]本专利技术涉及光学玻璃加工
，具体而言，涉及一种离子交换炉和梯度折射率玻璃的制备方法。

技术介绍

[0002]离子交换技术在制备梯度折射率玻璃的过程中起着至关重要的作用，其中离子交换技术经由离子交换炉实现。传统工艺中，熔盐分解、离子交换以及熔盐处理均在同一个炉体内完成，且熔盐分解阶段耗时较长，导致设备利用率降低，生产总周期过长，时间成本过高，严重制约生产效率。
[0003]同时，利用传统的静态离子交换法制备梯度折射率玻璃的过程中，在离子交换阶段，熔盐无法进行二次添加，且熔盐中的阳离子不断置换玻璃丝中的阳离子，随着交换过程的进行，熔盐中阳离子的含量持续衰减，难以恒定保持在高的浓度值，致使离子交换速率无法稳定保持在高效状态，最终导致离子交换速率逐步降低、交换用时延长，且各梯度折射率玻璃之间的性能和质量无法呈现出良好的一致性。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供了一种离子交换炉和梯度折射率玻璃的制备方法。所述离子交换炉可以保证在离子交换阶段，熔盐中阳离子的浓度维持在动态平衡状态，提高了离子交换效率，从而保证了各梯度折射率玻璃之间性能和质量的一致性。
[0005]本专利技术一方面，提供一种离子交换炉，其包括分解炉、交换炉和回收炉，所述分解炉用于分解熔盐，所述交换炉用于供熔盐与光学玻璃进行离子交换，所述回收炉用于处理离子交换后的熔盐，所述分解炉与所述交换炉之间通过第一高温管道连通，所述交换炉与所述回收炉之间通过第二高温管道连通，所述分解炉与所述回收炉之间还通过第三高温管道连通，所述第一高温管道、所述第二高温管道和所述第三高温管道能够承受至少600℃的高温，所述第一高温管道、所述第二高温管道和所述第三高温管道上分别设有泵控阀。
[0006]在一个具体的实施例中，交换炉和回收炉均有多个，多个所述交换炉与多个回收炉一一对应，其中第一高温管道在靠近交换炉的一端分成多股以分别与多个交换炉连通，第三高温管道在靠近回收炉的一端分成多股以分别与多个回收炉连通。
[0007]在一个具体的实施例中，分解炉、交换炉和回收炉的炉体结构均包括底座、炉体、炉盖、外坩埚、内坩埚和加热件；
[0008]炉体具有炉腔，炉盖与炉腔的开口端相适配以用于密封炉腔，外坩埚设于炉腔内，内坩埚设于外坩埚内，内坩埚与外坩埚之间具有间隙，加热件用于对炉腔加热；
[0009]炉体设有连接管道，其中连接管道用于与高温管道连接，且自内坩埚延伸至炉体外。
[0010]在一个具体的实施例中，加热件包括设于炉腔底部的第一加热装置和设于炉体内侧壁上的第二加热装置；
[0011]在一个具体的实施例中，外坩埚的外侧壁上设有与第二加热装置相对应的温度感应器。
[0012]在一个具体的实施例中，炉体设有保温层。
[0013]在一个具体的实施例中，炉盖设有保温层。
[0014]在一个具体的实施例中，底座、炉体、炉盖、内坩埚和/或外坩埚的材质均为不锈钢。
[0015]本专利技术另一方面，提供一种使用上述离子交换炉制备梯度折射率玻璃的方法，其包括以下步骤：
[0016]将熔盐置于分解炉中加热分解，并经由第一高温管道将分解后的熔盐输送至交换炉；
[0017]在交换炉中加入玻璃丝，玻璃丝中的阳离子与熔盐中的阳离子进行离子交换，制备梯度折射率玻璃，并将交换后的熔盐经第二高温管道输送至回收炉进行熔盐回收，且回收后的熔盐经第三高温管道输送至分解炉。
[0018]在一个具体的实施例中，熔盐选自KNO3及NaNO3中的至少一种。
[0019]本专利技术将熔盐分解阶段、离子交换阶段和熔盐处理阶段分别于单独的炉子内进行，且各炉体间通过高温管道接通。在离子交换阶段，熔盐可以通过泵控高温管道在炉子间进行输送，因而可保证交换炉内熔盐中的阳离子浓度稳定维持动态平衡。即在离子交换阶段，分解炉内的熔盐能够持续输送至交换炉，而交换炉内的交换产物能够持续输送至回收炉进行回收，回收炉内的熔盐又能够持续不断的输送至分解炉，如此形成循环流动的交换体系。在这一循环体系中，由于回收炉内仍然含有大量可以参与交换的阳离子，因此将其回收再利用后，可以保证交换炉内熔盐中的阳离子浓度始终维持在高浓度的动态平衡状态，从而使得离子的交换速率保持在稳定高效的状态，缩短了交换时间和生产周期，提高了交换效率和质量，且能够保持产品良好的一致性。而且该循环体系有效消除了传统单炉在分解阶段的等待时间，能够使交换炉不间断工作，持续产出产品。熔盐回收后也能够减少废盐产量，节约资源和成本。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0021]图1为本专利技术一实施例中制备梯度折射率玻璃所使用的分解炉、交换炉和回收炉的连接关系示意图；
[0022]图2为本专利技术另一实施例中制备梯度折射率玻璃所使用的分解炉、交换炉和回收炉的连接关系示意图；
[0023]图3为本专利技术一实施例中制备梯度折射率玻璃所使用的分解炉、交换炉和回收炉的结构示意图；
[0024]图中：1
‑
分解炉；11
‑
底座；12
‑
炉体；121
‑
炉腔；122
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连接管道；123
‑
外壳；124
‑
内壳；125
‑
第一保温层；13
‑
炉盖；131
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把手；132
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外壳；133
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内壳；134
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第二保温层；14
‑
外坩
埚；141
‑
温度感应器；15
‑
内坩埚；16
‑
加热件；161
‑
第一加热装置；162
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第二加热装置；2
‑
交换炉；3
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回收炉；4
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第一高温管道；5
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第二高温管道；6
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第三高温管道；7
‑
泵控阀。
具体实施方式
[0025]现将详细地提供本专利技术实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本专利技术。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本专利技术进行多种修改和变化而不背离本专利技术的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
[0026]因此，旨在本专利技术覆盖落入所附权利要求的范围及其等同范围中的此类修改和变化。本专利技术的其它对象、特征和方面公开于以下详细描述中或从中是显而易见的。本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子交换炉，其特征在于，包括分解炉、交换炉和回收炉，所述分解炉用于分解熔盐，所述交换炉用于供熔盐与光学玻璃进行离子交换，所述回收炉用于处理离子交换后的熔盐，所述分解炉与所述交换炉之间通过第一高温管道连通，所述交换炉与所述回收炉之间通过第二高温管道连通，所述分解炉与所述回收炉之间还通过第三高温管道连通，所述第一高温管道、所述第二高温管道和所述第三高温管道能够承受至少600℃的高温，所述第一高温管道、所述第二高温管道和所述第三高温管道上分别设有泵控阀。2.根据权利要求1所述的离子交换炉，其特征在于，所述交换炉和所述回收炉均有多个，多个所述交换炉与多个所述回收炉一一对应，所述第一高温管道在靠近所述交换炉的一端分成多股以分别与多个所述交换炉连通，所述第三高温管道在靠近所述回收炉的一端分成多股以分别与多个所述回收炉连通。3.根据权利要求1或2所述的离子交换炉，其特征在于，所述分解炉、所述交换炉和所述回收炉的炉体结构均包括底座、炉体、炉盖、外坩埚、内坩埚和加热件；所述炉体具有炉腔，所述炉盖与所述炉腔的开口端相适配以用于密封所述炉腔，所述外坩埚设于所述炉腔内，所述内坩埚设于所述外坩埚内，所述内坩埚与所述外坩埚之间具有间隙，所述加热件用于对所述炉腔加热；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：房艳，周晓珊，张博，邓翠，祁园，李岩，霍军民，
申请(专利权)人：飞秒光电科技西安有限公司，
类型：发明
国别省市：