[发明专利]用于非氧化物玻璃的浇注生产装置及生产方法

说明书

技术领域

本发明属于光学玻璃制造领域，具体地涉及用于诸如硫系玻璃、氟化物玻璃、硫卤玻璃等非氧化物玻璃的浇注生产装置及生产方法。

背景技术

随着社会的发展，天网监视、安防、汽车及武器装备的红外热成像系统的应用越来越广泛，非氧化物玻璃作为红外热像优良基础材料的需求迅速增长，并且逐步向高质量、大口径的需求方向发展。这里，适合于光学用途的非氧化物玻璃包括：由硫系元素S、Se或Te与As、Sb或Ge组成的硫系玻璃；诸如氟化锆、氟化铟或氟化锌等氟化物玻璃；硫系玻璃中掺入卤化物组成的硫卤玻璃。

然而，非氧化物玻璃的生产方式与氧化物玻璃的生产方式截然不同。特别是，非氧化物玻璃不能处于空气中进行生产，因此在熔制过程中不能够直接使用传统的搅拌方式进行生产。目前，通常使用摇摆炉生产非氧化物玻璃，摇摆炉在生产过程中会按照一定的角度来回摇摆，以达到将内部玻璃液混合均匀的目的。

下面具体地说明利用摇摆炉生产非氧化物玻璃的生产过程。首先，将玻璃所需要的高纯原料按照玻璃比例称重，将原料装入使用高纯石英材料做成的熔制坩埚-安瓿瓶中。然后，在抽真空后将原料封装在安瓿瓶中。之后，将安瓿瓶装入摇摆炉中，将摇摆炉内的温度升至1000℃并按照一定的摇摆频率熔制一段时间。之后，将摇摆炉内的温度降到合适的温度，将安瓿瓶从熔炉中取出，并在水或空气中以相对较快的速度淬冷以形成块状玻璃。最后，将安瓿瓶打碎以获得块状玻璃制品。

在利用摇摆炉生产非氧化物玻璃的工艺中，由于玻璃原料处在密闭装置中，随着温度的升高，密闭装置内部的压力也逐步增大，因此要求石英安瓿瓶具有高耐压性能。然而，目前国内制造的石英安瓿瓶厚度最大为8mm，这样随着熔炼温度的升高，当安瓿瓶内部压力超过一定极限后，经常出现石英安瓿瓶承受压力过大导致安瓿瓶破裂的现象，从而造成玻璃原料的浪费。

为了避免安瓿瓶破裂，通过长期的试验发现，采用摇摆炉生产非氧化物玻璃的生产量最大不能超过2kg/炉。然而，随着非氧化物玻璃的应用逐步向民用热成像系统、红外夜视仪领域扩展，非氧化物玻璃光学部件的用量飞速增长，扩大生产批量，降低生产成本成为制约该产品推广应用的主要因素。因此设计出适合批量生产非氧化物玻璃的装置，有效解决非氧化物玻璃生产批量小及大口径元件制备受限的问题，已经成为迫切需求。

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述问题而做出本发明。本发明的目的是提供一种用于非氧化物玻璃的浇注生产装置及生产方法，该浇注生产装置及生产方法能够有效解决非氧化物玻璃生产批量小及大口径元件制备受限的问题。

用于解决问题的方案

根据本发明的用于非氧化物玻璃的浇注装置采用如下技术方案。

一种用于非氧化物玻璃的浇注生产装置，其包括：

主体，所述主体的内部形成主体腔室，所述主体的腔壁设置有进/出料口和抽/充气孔，所述主体腔室经由所述进/出料口和所述抽/充气孔与外界连通；

主体门，所述主体门用于对所述进/出料口进行开闭；

抽/充气系统，所述抽/充气系统连接至所述抽/充气孔；

熔炼炉，所述熔炼炉设置有开口，所述熔炼炉设置在所述主体腔室内；

坩埚，所述坩埚设置在所述主体腔室内；

搅拌杆，所述搅拌杆贯通所述腔壁并且伸入所述熔炼炉内部，所述搅拌杆的伸入所述熔炼炉内部的一端连接有搅拌部件，所述搅拌杆与所述腔壁之间保持密封；

升降机构，所述升降机构能够使所述搅拌杆相对于所述腔壁移动；

旋转驱动机构，所述旋转驱动机构能够经由所述搅拌杆带动所述搅拌部件绕所述搅拌杆的中心轴线转动；

成型模具，所述成型模具设置在所述主体腔室内；

坩埚操作部件，所述坩埚操作部件能够经由所述熔炼炉的所述开口将所述坩埚移动至第一位置，在所述坩埚处于所述第一位置时，所述升降机构能够经由所述搅拌杆将所述搅拌部件送入所述坩埚内；所述坩埚操作部件能够将所述坩埚从所述第一位置移动至第二位置，在所述坩埚处于所述第二位置时，所述坩埚操作部件能够使所述坩埚旋转，使得所述坩埚内的玻璃液倒入所述成型模具中。