[发明专利]一种光学石英玻璃凸透镜的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于玻璃制造领域，尤其涉及一种光学石英玻璃凸透镜的生产方法。

背景技术

光学玻璃一般是指无色光学玻璃，特点是具有高度的透明性、结构和性能上的高度均匀性，是一类能满足对折射率、色散、透射比、光谱透射率和光吸收等光学特性要求的光学材料，具有能改变光的传播方向，并能改变紫外、可见或红外光的相对光谱分布的玻璃，它的品种繁多，成分可以是硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、氟化物和硫系玻璃，主要用途为制造光学仪器或机械系统的透镜、棱镜、反射镜、窗口等的玻璃材料。光学石英玻璃是光学玻璃的一种，以二氧化硅为主要成分，具有耐高温、膨胀系数低、机械强度高、化学性能好的特点，用于制造对各种波段透过有特殊要求的棱镜、透镜、窗口和反射镜等，还有用于大规模集成电路制造的光掩膜板、液晶显示器面板、影像光盘盘基薄板玻璃。本发明是一种以光学石英玻璃为原料生产的凸透镜，以优质超高纯石英砂为主料，以水晶石、氧化硼、氯化银、氧化铜为辅料，其中氯化银为对光敏感的物质，氧化铜为敏化剂。（敏化剂是指分子中含有共轭体系的物质，它们能吸收光能跃迁至激发态，处于激发态的敏化剂分子可将多余的能量传递给荧光物质的分子而使其荧光增强。）为了保证玻璃的透明度，必须严格控制着色杂质的含量，如铁、铬、铜、锰、钴、镍等，配料时要求准确称量、均匀混合。熔融工艺有单坩埚间歇熔炼法和池窑连续熔炼法，不论采用何种熔炼方式均需要使玻璃液达到高度均匀。本发明使用池窑连续熔炼法生产光学玻璃凸透镜，具有工艺简单、生产成本低，原料来源方便，工艺成熟、无污染，适合工业化生产等一系列优点。 

发明内容

本发明主要解决的问题是提供一种工业化生产光学石英玻璃凸透镜的方法，该方法以优质超高纯石英砂为主料，以水晶石、氧化硼、氯化银、氧化铜为辅料，通过池窑连续熔炼法来生产光学玻璃凸透镜。本发明使用的原料重量百分比为：优质超高纯石英砂79%-81%、水晶石18%-20%、氧化硼0.5%、氯化银0.3%、氧化铜0.2%。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

一种工业化生产光学石英玻璃凸透镜的方法，其特征为以下步骤构成：

（1）将配方量的优质超高纯石英砂、水晶石、氧化硼、氯化银、氧化铜混合后掺混均匀后送入池窑，将池窑内温度升高到1600℃-1620℃之间，保持此温度19-21小时，使混合料达到熔融状态，得到光学石英玻璃熔融体。

（2）将光学石英玻璃熔融体自流入高精度凸透镜模具成型，此时缓慢的将凸透镜降温至850℃以下使之成为固体，然后将固体凸透镜送入退火窑，在退火窑逐步降温，当温度降至130℃左右时退火完毕，将成品送入空气中，在空气中自然冷却至常温后得到成品。

 上述步骤（1）中所述的电熔连熔炉内的熔化温度为1610℃，熔化时间为20小时。 

 本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）工艺简单、生产成本低，原料来源方便，工艺成熟、无污染；

（2）适合于工业化批量生产，产品质量高。

具体实施方式

实施例1

将占总量为79%的优质超高纯石英砂、20%的水晶石、0.6%的氧化硼、0.2%的氯化银、0.2%的氧化铜混合后掺混均匀后送入池窑，将池窑内温度升高到1600℃-1620℃之间，保持此温度19-21小时，使混合料达到熔融状态，得到光学石英玻璃熔融体；将光学石英玻璃熔融体自流入高精度凸透镜模具成型，此时缓慢的将凸透镜降温至850℃以下使之成为固体，然后将固体凸透镜送入退火窑，在退火窑逐步降温，当温度降至130℃左右时退火完毕，将成品送入空气中，在空气中自然冷却至常温后得到成品。

实施例2

将占总量为80%的优质超高纯石英砂、19%的水晶石、0.6%的氧化硼、0.2%的氯化银、0.2%的氧化铜混合后掺混均匀后送入池窑，将池窑内温度升高到1600℃-1620℃之间，保持此温度19-21小时，使混合料达到熔融状态，得到光学石英玻璃熔融体；将光学石英玻璃熔融体自流入高精度凸透镜模具成型，此时缓慢的将凸透镜降温至850℃以下使之成为固体，然后将固体凸透镜送入退火窑，在退火窑逐步降温，当温度降至130℃左右时退火完毕，将成品送入空气中，在空气中自然冷却至常温后得到成品。

实施例3

将占总量为81%的优质超高纯石英砂、18%的水晶石、0.6%的氧化硼、0.2%的氯化银、0.2%的氧化铜混合后掺混均匀后送入池窑，将池窑内温度升高到1600℃-1620℃之间，保持此温度19-21小时，使混合料达到熔融状态，得到光学石英玻璃熔融体；将光学石英玻璃熔融体自流入高精度凸透镜模具成型，此时缓慢的将凸透镜降温至850℃以下使之成为固体，然后将固体凸透镜送入退火窑，在退火窑逐步降温，当温度降至130℃左右时退火完毕，将成品送入空气中，在空气中自然冷却至常温后得到成品。