本发明涉及玻璃生产,具体为一种磷酸盐光学玻璃及其制备工艺。
背景技术:
1、新型光电产品的快速发展对折射率范围为1.93-1.95、阿贝数范围为20-30的光学玻璃需求较大。根据折射率和阿贝数的关系,折射率范围为1.93-1.95、阿贝数范围为20-30的光学玻璃不适用sio2-nb2o5-tio2-bao-r2o配方系统,因为此时玻璃系统会变得极不稳定,难以获得均匀的内在质量要求的产品,同时透过率和化学稳定性(主要是sio2不耐氟)也不能令人满意,采用磷酸盐配方系统能够给玻璃提供明显的稳定性并能保证可见光透过率。
2、经检索,中国专利公开号为cn108675631b的专利公开了一种磷酸盐光学玻璃及其制备方法和光学元件、滤光器。以元素质量百分比计,所述的磷酸盐光学玻璃包含:p:12-45%,b:0-6%,si:0.1-6%,al:1-15%,o:42.5-60%,fe:0.5-6%,r:1-10%,r′:0.1-3%,r为mg、ca、sr、ba中的一种或几种的组合,r′为na和/或k,所述磷酸盐光学玻璃不含有pb、cd、as。制得的磷酸盐光学玻璃具有优异的可见光透过特性和近红外光吸收特性,同时,化学稳定性好,量产加工性能优异,适用于制造吸收近红外光的光学元件和滤光器。
3、申请人在前的专利cn116239301b中披露了一种磷酸盐光学玻璃及其制备方法,其组分以重量份表示:la+y掺杂的偏磷酸铝40-50份、偏磷酸钡22-25份、氧化钨5-15份、氧化钛6-10份、五氧化二磷10-30份。制得的磷酸盐光学玻璃原料来源广,成本低,制得的磷酸盐光学玻璃具有良好的透光性能,玻璃折射率能够达到1.96-1.98,阿贝数达到25-26,具有1100℃以下的析晶上限温度,并且具有低的相对部分色散,可应用于手机,相机等对光学镜头有高要求的光学玻璃领域,能够减少二级光谱残余色差。但是在制备上述la+y掺杂的偏磷酸铝时,需要经过制备溶胶,再陈化制得凝胶,再经过干燥、煅烧、研细等复杂步骤;且在混料步骤时,混料效率低。鉴于此,我们提出一种磷酸盐光学玻璃及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种磷酸盐光学玻璃及其制备工艺,对玻璃组分、组分比例等做了调整,并在原料混合时采用了原料混合设备,提高混料效率,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种磷酸盐光学玻璃,包括以下重量配比的原料:偏磷酸铝35-45份、偏磷酸钡18-23份、五氧化二磷8-22份、五氧化二铌3-7份、三氧化二锑0.5-1.5份、氧化钨5-15份、氧化钛6-10份、氧化钠4-10份和二氧化锆5-9份。
4、一种磷酸盐光学玻璃的制备工艺,包括以下步骤:
5、s1、通过称量设备对偏磷酸铝、偏磷酸钡、五氧化二磷、五氧化二铌、三氧化二锑、氧化钨、氧化钛、氧化钠和二氧化锆等原料按照配比比例称量,将称量好的原料备用;
6、s2、通过原料混合设备对称量好备用的偏磷酸铝、偏磷酸钡、五氧化二磷、五氧化二铌、三氧化二锑、氧化钨、氧化钛、氧化钠和二氧化锆等原料进行混合,使其原料混合均匀;
7、s3、将混合均匀的原料放置于石英陶瓷坩埚中,并进行初温熔制,将温度升高至高温下进行熔制,期间进行搅拌、均化,搅拌完成后,升温至1360-1420℃并保温5-10h,进行澄清,使气泡充分上浮,待原料熔解成玻璃液后,然后对其进行降温处理;
8、s4、待熔制完成后,将熔制好的玻璃液浇注或漏注在预热好的模具中,使其成型,然后将成型好的玻璃放置于退火炉中进行退火。
9、优选的,所述磷酸盐光学玻璃折射率范围为1.94-1.96,阿贝数范围为23-24。
10、优选的,所述s3步骤中石英陶瓷坩埚中的初温熔炼温度为1150℃-1250℃之间。
11、优选的,所述s3步骤中搅拌时间控制在2.5-6h。
12、优选的,所述s3步骤中的降温处理的温度降至范围为1050-1200℃。
13、一种原料混合设备,包括桶体、第一搅拌机构和第二搅拌机构,所述桶体上固定安装有桶盖,所述第一搅拌机构设置桶体的内部,所述第二搅拌机构设置在桶体的内部。
14、具体的,通过设置第一搅拌机构和第二搅拌机构可对桶体的内部原料进行异向搅拌和同向搅拌,提高对原料的搅拌效果。
15、所述第一搅拌机构包括第一搅拌电机和转轴,所述转轴固定安装在第一搅拌电机的输出端上,所述转轴的下端固定安装有底架,所述底架上固定安装有固定柱,所述固定柱上固定安装有第一搅拌叶片。
16、具体的,通过第一搅拌电机的驱动可带动转轴进行转动,从而使其第一搅拌叶片对桶体的内部原料进行搅拌作用。
17、所述第二搅拌机构包括第二搅拌电机和转筒,所述第二搅拌电机的输出端上固定安装有第一传动轮,所述第一传动轮上传动连接有皮带,所述转筒上固定安装有第二传动轮,所述皮带的传动连接在第二传动轮上。
18、具体的,通过启动第二搅拌电机,使其带动第一传动轮、皮带和第二传动轮运行,从而带动转筒进行转动,使其转筒上的第二搅拌叶片对桶体的内部原料进行搅拌混合。
19、所述转筒上固定安装有第二搅拌叶片,所述桶盖上固定安装有第一轴承,所述转筒固定安装在第一轴承的内圈内壁上,所述转筒的内壁固定安装有第二轴承,所述转轴固定安装在第二轴承的内圈内壁上。
20、具体的,通过第二轴承的设置可使转轴可在转筒的内部进行转动,从而达到使转轴的转动不会影响到转筒的转动。
21、所述桶盖的上表面固定安装有电机架,所述第一搅拌电机固定安装在电机架的上,所述第二搅拌电机固定安装在电机架上,所述桶盖上开设有进料口;
22、所述桶体的底部开设有出料口,所述桶体的外壁上固定安装有支撑腿。
23、具体的,通过电机架的设置可方便将第一搅拌电机和第二搅拌电机设置在桶盖上,通过其支撑腿的设置可对桶体起到支撑的作用。
24、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
25、1、本发明制备磷酸盐光学玻璃所需的原料来源广,成本低,通过加入五氧化二磷可有效的降低玻璃原料的熔融温度,且与其他原料组分配合使用,进而达到提高玻璃的稳定性和可见光透过率,使得制得的光学玻璃折射率能够达到1.94-1.96,阿贝数达到23-24,具有低的相对部分色散、优异的透过性能、化学稳定性和机械性能,可用于对光学镜头有着高要求的光学玻璃领域。
26、2、该磷酸盐光学玻璃及其制备工艺,通过设置第一搅拌机构和第二搅拌机构可对桶体的内部原料进行异向搅拌和同向搅拌,提高对原料的搅拌效果,通过第一搅拌电机的驱动可带动转轴进行转动,从而使其第一搅拌叶片对桶体的内部原料进行搅拌作用,通过启动第二搅拌电机,使其带动第一传动轮、皮带和第二传动轮运行,从而带动转筒进行转动,使其转筒上的第二搅拌叶片对桶体的内部原料进行搅拌混合,当需要进行异向搅拌时,可控制两个电机分别进行顺时针转动和逆时针转动,达到交叉搅拌的目的,当需要同向搅拌时,可控制两个电机进行同向旋转,调节电机的转速,达到错开搅拌的目的,提高了对原料混合搅拌的效果,实现了高效混料。
1.一种磷酸盐光学玻璃,其特征在于,包括以下重量配比的原料:偏磷酸铝35-45份、偏磷酸钡18-23份、五氧化二磷8-22份、五氧化二铌3-7份、三氧化二锑0.5-1.5份、氧化钨5-15份、氧化钛6-10份、氧化钠4-10份和二氧化锆5-9份。
2.一种磷酸盐光学玻璃的制备工艺,用于权利要求1所述的磷酸盐光学玻璃的制备,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求1所述的磷酸盐光学玻璃,其特征在于:所述磷酸盐光学玻璃折射率范围为1.94-1.96,阿贝数范围为23-24。
4.根据权利要求2所述的磷酸盐光学玻璃的制备工艺,其特征在于:所述s3步骤中石英陶瓷坩埚中的初温熔炼温度为1150℃-1250℃之间。
5.根据权利要求2所述的磷酸盐光学玻璃的制备工艺,其特征在于:所述s3步骤中搅拌时间控制在2.5-6h。
6.根据权利要求2所述的磷酸盐光学玻璃的制备工艺,其特征在于:所述s3步骤中的降温处理的温度降至范围为1050-1200℃。
7.一种原料混合设备,用于权利要求2所述的磷酸盐光学玻璃的制备工艺,其特征在于,包括桶体(1)、第一搅拌机构(2)和第二搅拌机构(3),所述桶体(1)上固定安装有桶盖(4),所述第一搅拌机构(2)设置桶体(1)的内部,所述第二搅拌机构(3)设置在桶体(1)的内部,所述第一搅拌机构(2)包括第一搅拌电机(201)和转轴(202),所述转轴(202)固定安装在第一搅拌电机(201)的输出端上,所述转轴(202)的下端固定安装有底架(203),所述底架(203)上固定安装有固定柱(204),所述固定柱(204)上固定安装有第一搅拌叶片(205)。
8.根据权利要求7所述的原料混合设备,其特征在于:所述第二搅拌机构(3)包括第二搅拌电机(301)和转筒(306),所述第二搅拌电机(301)的输出端上固定安装有第一传动轮(302),所述第一传动轮(302)上传动连接有皮带(303),所述转筒(306)上固定安装有第二传动轮(304),所述皮带(303)的传动连接在第二传动轮(304)上,所述转筒(306)上固定安装有第二搅拌叶片(307),所述桶盖(4)上固定安装有第一轴承(305),所述转筒(306)固定安装在第一轴承(305)的内圈内壁上,所述转筒(306)的内壁固定安装有第二轴承(308),所述转轴(202)固定安装在第二轴承(308)的内圈内壁上。
9.根据权利要求8所述的原料混合设备,其特征在于:所述桶盖(4)的上表面固定安装有电机架(8),所述第一搅拌电机(201)固定安装在电机架(8)的上,所述第二搅拌电机(301)固定安装在电机架(8)上,所述桶盖(4)上开设有进料口(6),所述桶体(1)的底部开设有出料口(7),所述桶体(1)的外壁上固定安装有支撑腿(5)。
