硫系玻璃制備裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種玻璃制備裝置，特別是涉及一種適宜大尺寸、高均勻硫系玻 璃制備裝置。
【背景技術】
[0002] 紅外光學玻璃是具有紅外透過性能的特種玻璃材料，相比于單晶、多晶等晶體類 紅外材料，具有光學均勻性好、易于制備等特點，特別是能夠進行大尺寸及異形紅外器件的 成形和加工，已成為紅外材料研宄應用的重點之一。
[0003] 硫系玻璃是指以元素周期表VIA族元素 S、Se、Te為主并引入一定量的其他元素所 形成的玻璃。相對于氧化物玻璃而言，硫系玻璃具有較大的質量和較弱的鍵強，是一種優良 紅外光學材料，光譜透過范圍（〇. 9~15 μ m)。硫系玻璃作為一種紅外光學材料，以其在紅 外波段透過光譜范圍寬、光熱特性穩定、化學穩定性優異、性能連續可調、制備成本低容易 加工以及與單晶鍺等紅外晶體材料在一些性能上具有互補性等優點，在紅外光學部件設計 中，熱差系數低硫系玻璃和高熱差系數晶體材料組合應用與紅外光學系統中，可極大豐富 紅外光學材料的選擇范圍，增加系統設計的靈活性，簡化系統結構，更為重要的是可顯著改 善系統在不同環境下（_55°C~130°C )的成像質量，提升紅外熱成像等光學系統的溫度自 適應性能，滿足系統無熱化設計要求，因此，硫系玻璃被視為新一代溫度自適應紅外光學系 統核心透鏡材料，可廣泛應用于軍用（夜視槍瞄、紅外肩扛導彈、戰機夜視巡航等）和民用 (汽車夜視、安防監控等）紅外系統中，其市場前景巨大。
[0004] 硫系玻璃在制備過程中，極易受到環境雜質和水分的污染，使得制備的玻璃在紅 外2. 9 μπι、4. 1 μπι、4. 5 μπι、6. 3 μπι以及12. 8 μπι等處出現強烈的雜質吸收峰，從而影響玻 璃的紅外光譜性能，造成整體紅外透過率下降。如何消除玻璃制備過程中的雜質吸收峰成 為高質量紅外光學玻璃制備的關鍵技術和難點；硫系玻璃在制備過程中產生的條紋、癤瘤 等缺陷嚴重影響玻璃的內部質量。另外，傳統硫系玻璃制備具有很強的工藝特殊性，它一般 需要在無氧高真空氣氛的圓柱性密閉石英安瓿瓶中進行高溫搖擺熔制，這種方法制備的硫 系玻璃具有內部條紋缺陷較多、制備試樣尺寸小以及批次不穩定等缺點，現有技術中制備 的硫系玻璃的尺寸一般都在IOOXlOOmm以下，對于制備超過IOOXlOOmm的硫系玻璃則非 常困難。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的主要目的在于，提供一種硫系玻璃制備裝置，所要解決的技術問題 是使其能夠制備大尺寸的硫系玻璃制品。
[0006] 本實用新型的目的及解決其技術問題采用以下的技術方案來實現。依據本實用新 型提出的一種硫系玻璃的制備裝置，特征在于由和漏料成形爐兩個部分連通組成，其中真 空熔化爐包括：熔化爐爐體、石英坩堝、加熱元件、升降系統、攪拌裝置、真空系統、進氣口和 坩堝壓蓋；其中：熔化爐爐體，由上下爐蓋和中部爐腔構成，上下爐蓋均可開啟，上蓋用于 加料，下蓋用于平時維護；石英坩堝，用于盛放玻璃液，位于下爐蓋上方；坩堝壓蓋，位于坩 堝上方，用于防止玻璃液原料揮發和飛濺，由高純石英制成；加熱元件，裝配在中部爐腔壁 上，環繞在坩堝四周；升降系統，用于對石英坩堝進行升降操作；攪拌裝置，裝配在上爐蓋， 用于對玻璃液進行高溫攪拌，采用高純石英制成；真空系統，由真空管道和多級真空泵構 成，真空管道連通于中部爐壁，通過真空泵對封閉爐體抽真空；進氣口，位于中部爐壁下部， 用于向爐腔內充氣。
[0007] 進一步的，前述的制備裝置中，所述的漏料成形爐包括：漏料成形爐體，與所述的 熔化爐爐體連通，所述的石英坩堝側面下部設有一漏料嘴，并伸入所述的漏料成形爐體內； 熔制擋板，設置在所述漏料嘴上，用于打開或者閉合漏料嘴；加熱線圈，設置在所述漏料嘴 周圍，用于對漏料嘴加熱；漏料成形移動系統，設置在漏料成形爐體內；和漏料成形模具， 設置在所述的漏料成形移動系統上。
[0008] 借由上述技術方案，本實用新型硫系玻璃制備裝置至少具有下列優點：
[0009] 本實用新型公開的一種硫系玻璃制備裝置，其可以通過"真空低溫處理+真空高 溫熔制+漏料成形"三步法制備出光學均勻性好、光譜透過性能優異、大尺寸的硫系玻璃制 品。本實用新型的方案大大改善紅外硫系玻璃在0. 9~13 μ m紅外波段的透過性能，極大 提高硫系玻璃的實用化水平。
[0010] 上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技 術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳 細說明如后。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型真空熔化漏料成形爐結構示意圖；
[0012] 圖2為本實用新型方法制備硫系玻璃的紅外光譜曲線；
[0013] 圖3為本實用新型方法制備硫系玻璃的可見光區域光譜曲線；
[0014] 圖4為本實用新型方法制備的硫系玻璃和傳統熔融淬冷技術制備的硫系玻璃兩 者紅外透視圖像的比較，a)傳統熔融淬冷技術硫系玻璃的紅外透視圖像；b)本實用新型方 法制備的硫系玻璃紅外透視圖像；
[0015] 圖5實施例1制得硫系玻璃的紅外透視成像圖；
[0016] 圖6實施例2制得的硫系玻璃紅外透視成像圖。
【具體實施方式】
[0017] 為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段及功效， 以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的硫系玻璃制備裝置其具體實施方 式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0018] 請參閱圖1所示，是本實用新型實施例提供的一種硫系玻璃的制備裝置，用于大 尺寸、高均勻硫系玻璃制備。該制備裝置包括硫系玻璃真空熔化爐和漏料成形爐，所述的硫 系玻璃真空熔化爐和漏料成形爐相互連通，共同構成封閉空間。所述的硫系玻璃真空熔化 爐，用于熔融硫系玻璃，其包括熔化爐爐體11、石英坩堝12、加熱元件14、升降系統15、攪拌 裝置16、真空系統17、進氣口 18和坩堝壓蓋19。其中：熔化爐爐體11由上爐蓋、下爐蓋和 中部爐腔構成，材料為耐熱不銹鋼，上、下爐蓋均可開啟，上爐蓋用于加料，下爐蓋用于平時 維護。所述的升降系統15用于對石英坩堝12進行升降操作，其設置在下爐蓋上。所述的石 英坩堝12用于盛放高溫玻璃液13,位于下爐蓋上方，由升降系統承載，并可隨下爐蓋升降。 所述的坩堝壓蓋19位于坩堝上方，用于防止原料揮發、玻璃液飛濺，由高純石英制成；所述 的加熱元件14為加熱線圈，裝配在中部爐腔壁上，環繞在坩堝四周，對物料進行加熱；較佳 的，所述加熱元件14可實現最高溫度1200°C，溫差可控制±2°C以內。所述的攪拌裝置16 裝配在上爐蓋，用于對玻璃液進行高溫攪拌，為避免向玻璃中引入雜質，同樣采用高純石英 制成；所述的真空系統17由真空管道和多級真空泵構成，真空管道連通于中部爐壁，通過 真空泵對封閉爐體抽真空，可實現高真空5Xl(T 5Pa。所述的進氣口 18位于中部爐壁下部， 用于熔化完成后開啟氣閥向爐腔內充氣，恢復爐腔壓力到常壓。
[0019] 所述的漏料成形爐包括漏料成形爐體20、熔制擋板21、加熱線圈22、漏料嘴23、漏 料成形模具24和漏料成形移動系統25。所述的漏料成形爐體20與所述的熔化爐爐體連 通。所述的石英坩堝12側壁下部上設有一漏料嘴23,該漏料嘴23伸入所述的漏料成形爐 體內；所述的熔制擋板21，設置在所述漏料嘴上，用于打開或者閉合漏料嘴；所述的加熱線 圈22,設置在所述漏料嘴周圍，用于對漏料嘴加熱；所述的漏料成形移動系統25,設置在漏 料成形爐體內下部；漏料成形模具24,設置