[发明专利]一种氯化钠光学晶体制备工艺及制作成红外窗口的方法

说明书

本发明公开了一种氯化钠光学晶体制备工艺及利用该晶体制作成红外窗口方法，该晶体的化学式为Nacl，分子量为58.5，属于规则的立方晶系，易潮解。采用大气法生长技术制备氯化钠光学晶体，该晶体在0.2‑18μm波段红外透过性能好，原料普遍，生长周期短，制造成本低。通过切割、抛光、研磨和涂膜等加工工序后制作成红外窗口，可广泛应用于密闭高压开关柜内部红外线测温。

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种氯化钠光学晶体制备工艺及制作成红外窗口的方法。

背景技术

目前市场使用的红外窗口所用的晶体通常为氟化物(氟化钙、氟化钡、氟化镁)晶体，其晶体制备要在高真空(真空度达到10^-2Pa数量级)、高温度(1380℃)、长时间(15天)的工艺条件下，原材料成本高、能耗高、晶体生长周期长，因此研究新的能用于红外窗口的晶体材料和生长工艺是企业创新发展的有效路径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种氯化钠光学晶体制备工艺及制作成红外窗口的方法，在大气生长炉中采用石英坩埚下降法(提拉法)专利技术将高纯(纯度>99.95％)氯化钠原料生长成氯化钠晶体，再通过切割、抛光、研磨和镀膜等加工工序后制成红外窗口已解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案；一种氯化钠光学晶体制备方法，在大气生长炉中采用石英坩埚下降法将纯度>99.95％的氯化钠原料生长成氯化钠晶体，包括以下步骤：

1)将适量高纯氯化钠单相多晶粉料放入石英烧杯中，并将石英烧杯放置于烘箱内，将温度升到150℃，保持温度24h，然后关闭电源，随炉冷却到室温，并制成块状晶体：

2)将块状晶体放在手套箱中处理成粉状的粉料，然后在手套箱中将粉料装入石英坩埚中；

3)将石英坩埚，按10℃/h的升温速度将温度升到110℃，保持6h，再以50℃/h的速度将温升到200℃后，再以100℃/h的升温速度升到600℃，氯化钠原料的杂质气化，保温9-10h后，切断加热电源，停止加热，自然冷却。

优选的，所述氯化钠原料的杂质气化后，在保温9-10h的过程中，先以30-40℃/h的加热速度，将装料的石英坩埚加热至810℃，在810℃恒温3h后，快速将温度降至结晶饱和温度801℃.

优选的，所述降温过程中，石英坩埚以30±5℃/h的速度缓慢降温至700℃。，同时以5-10rpm的匀速转速旋转石英坩埚，保持20-30h后，使晶体在成长过程中完成退火。

优选的，所述退火后，再以6-8℃/h的速度降温到150℃，关闭电源，随炉冷却到室温后即得到氯化钠晶体。

一种利用氯化钠光学晶体制作成红外窗口的方法，通过切割、研磨、抛光和镀膜处理，具体步骤如下：

(1)通过内圆切割机将晶体毛坯切割成圆片，再用外圆磨床将晶片磨成圆片待用；

(2)用配好的研磨液将晶片细磨好后，放入手套箱后抛光处理；

(3)将抛好的晶片通过手套箱喷涂上防水增透保护膜；

(4)将晶片用防水胶封装在红外视窗法兰上。

采用以上技术方案的有益效果是：氯化钠原料资源丰富，价格低廉，熔点低(800.8℃)，特别是氯化钠晶体可在大气环境下生长。生长制造成本相对于其它红外窗口材料低50％左右。氯化钠晶体的光学性质是各向同性，且热膨胀系数大，导热率差，质地软而脆，易解理。本发明在晶体原料中掺入了99.9％-99.99％的氯化铈原料来增强晶体的抗裂强度，在不断提高其光学性能和机械性能的同时，提高了红外窗口的性价比，使红外窗口在热监控领域得到更广泛的推广应用。