一种耐热高透光性微晶玻璃成型方法与流程

1.本发明涉及微晶材料加工领域，尤其涉及一种耐热高透光性微晶玻璃成型方法。


背景技术：

2.耐热高透光性微晶玻璃在军事和民用领域应用广泛，其具有的高透光性在光学领域有着重要的应用。耐热高透光性微晶玻璃属于锂铝硅类微晶玻璃，为了增加耐热高透光性微晶玻璃的各项性能，会在熔制成型的过程中添加一定量的辅助制剂，以提高耐热高透光性微晶玻璃的熔制成型质量和效率。
3.目前对耐热高透光性微晶玻璃的熔制，通常会在较高的温度下进行，因为温度较低，耐热高透光性微晶玻璃的粘度大，传热缓慢，难于获得无气泡、无条纹的高均匀光学玻璃。且由于采用较高的温度进行熔制，一方面会产生较高的能耗，另一方面用于熔制的耐火材料的寿命也会缩短。
4.因此，设计一种耐热高透光性微晶玻璃成型方法，能够实现较低温度下的熔制成型，并能保证熔制成型的耐热高透光性微晶玻璃无气泡且高透光性能优良，是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种耐热高透光性微晶玻璃成型方法，用于解决上述问题。
6.本发明的创新点在于采用加入一定量助熔剂和澄清剂后的玻璃棒材，可以直接进行低温熔制成型，同时在成型前再次进行退火处理，进一步降低成型时的温度，一方面助熔剂和澄清剂的使用大大降低了熔制温度，节约了高温熔制的能源消耗，另一方面降低了熔制成型所使用耐火材料的耐受温度，一定程度上延长了耐火材料的使用寿命，有利于节约资源和节省成本。
7.为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种耐热高透光性微晶玻璃成型方法，包括以下步骤：一次成型，在耐热高透光性微晶玻璃材料中加入助熔剂和澄清剂，形成可熔制的玻璃棒料；二次熔制，将玻璃棒料进行低温熔制，完成澄清和均化过程；下料加注，将熔制后的玻璃棒料切断放入成型模具中；退火控温，对成型模具中的玻璃棒料进行退火处理，降低玻璃棒料的温度；加压成型，使用加压模挤压在成型模具中的玻璃棒料。
8.上述实现过程中，采用加入一定量助熔剂和澄清剂后的玻璃棒材，可以直接进行低温熔制成型，同时在成型前再次进行退火处理，进一步降低成型时的温度，一方面助熔剂和澄清剂的使用大大降低了熔制温度，节约了高温熔制的能源消耗，另一方面降低了熔制成型所使用耐火材料的耐受温度，一定程度上延长了耐火材料的使用寿命，有利于节约资源和节省成本。
9.作为优选，二次熔制步骤中，玻璃棒料的熔制温度在1520℃~1600℃。
10.上述实现过程中，玻璃棒料在1520℃~1600℃的温度范围下进行熔制，一方面能够
保证获得优质的耐火高透光性微晶玻璃材料，另一方面相对传统的熔制温度较低，可有效延长耐火材料的使用寿命。
11.作为优选，二次熔制步骤中，玻璃棒料的熔制温度为1600℃。
12.上述实现过程中，1600℃为最佳的熔制温度，可获得最优质的耐火高透光性微晶玻璃材料。
13.作为优选，退火控温步骤中，玻璃棒料退火后的温度不小于1500℃。
14.上述实现过程中，退火后的玻璃棒材温度不小于1500℃，能够保证玻璃棒材不会因为温度过低而产生较大的粘度影响成型后的耐火高透光性微晶玻璃材料性能。
15.作为优选，下料加注步骤前还包括以下步骤：模具预热，将成型模具进行预热。
16.上述实现过程中，预热模具可以保证玻璃棒材在下料时不会因为模具温度较低造成急冷而影响耐火高透光性微晶玻璃材料的性能，同时影响耐火高透光性微晶玻璃材料的成型工艺。
17.作为优选，一次成型步骤中，加入助熔剂的质量百分比为0.8wt%。
18.上述实现过程中，在该质量百分比的助熔剂下，耐火高透光性微晶玻璃材料可以有效降低玻璃粘度。
19.作为优选，一次成型步骤中，加入澄清剂的质量百分比为1.2wt%。
20.上述实现过程中，该质量百分比的澄清剂下，耐火高透光性微晶玻璃材料可以有效的排除气泡。
21.本发明的有益效果是 ：采用加入一定量助熔剂和澄清剂后的玻璃棒材，可以直接进行低温熔制成型，同时在成型前再次进行退火处理，进一步降低成型时的温度，一方面助熔剂和澄清剂的使用大大降低了熔制温度，节约了高温熔制的能源消耗，另一方面降低了熔制成型所使用耐火材料的耐受温度，一定程度上延长了耐火材料的使用寿命，有利于节约资源和节省成本。
附图说明
22.图1为本发明实施例中耐热高透光性微晶玻璃成型方法的流程图。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
24.结合图1中耐热高透光性微晶玻璃成型方法的流程图，本发明实施例提供一种耐热高透光性微晶玻璃成型方法。该耐热高透光性微晶玻璃成型方法主要包括以下步骤：s1：一次成型，在耐热高透光性微晶玻璃材料中加入助熔剂和澄清剂，形成可熔制的玻璃棒料。
25.助熔剂和澄清剂的加入能够降低后续耐热高透光性微晶玻璃材料熔制成型时需要的温度，有利于节省熔制成型所需的能源，并且进一步降低耐火材料的耐受温度，进而延长耐火材料的使用寿命，一定程度上降低了成本。一次成型后的耐热高透光性微晶玻璃通常以玻璃棒材的形式存在，利于进行工艺加工。
26.对于助熔剂（硝酸钾、硝酸钠），加入助熔剂会增加耐热高透光性微晶玻璃材料的网络结构中游离氧的数目，使耐热高透光性微晶玻璃材料结构中o/si比值增加，发生断键，
因而降低耐热高透光性微晶玻璃材料的粘度，使耐热高透光性微晶玻璃材料易于熔融，从而降低了熔制的温度。
27.助熔剂加入过多，耐热高透光性微晶玻璃材料的粘度小，气泡容易排除，但是耐热高透光性微晶玻璃材料的稳定性差，在成型后退火过程即发生晶化现象，甚至是成型过程就发生失透，不利于耐热高透光性微晶玻璃材料的受控晶化。相反，助熔剂加入较少时，玻璃粘度会过大，气泡排除困难，难以得到高质量的耐热高透光性微晶玻璃材料。本实施例中为了达到较好的熔制成型工艺，加入助熔剂的质量百分比为0.8wt%。
28.对于澄清剂（sb2o2），低温时硝酸盐分解放出氧气，将三价锑的氧化物氧化成五价的氧化锑，在高温时五价的氧化锑分解放出氧气，玻璃液为氧化所饱和。氧气扩散进入周围已经存在的气泡中，降低气泡内其他气体的分压，重新加强了气泡向玻璃液中吸取这种气体的能力，从而增大气泡的直径，加速气泡的上浮。这些气泡的上升又使小气泡跟着上来，并把一部分小气泡带出来，加速了澄清过程。
29.当澄清剂加入过多时，高温分解产生的气体率过大，在熔制时将形成泡沫，不利于澄清，耐热高透光性微晶玻璃材料成型后有很多气泡。当澄清剂加入较少时，产生的气泡较少，不能有效降低耐热高透光性微晶玻璃材料中气泡其他气体的分压，熔制形成的耐热高透光性微晶玻璃材料中有灰泡，影响澄清的效果。本实施例中为了达到较好的熔制成型工艺，加入的澄清剂的质量百分比为1.2wt%。
30.s2：二次熔制，将玻璃棒料进行低温熔制，完成澄清和均化过程。
31.将一次成型形成的耐热高透光性微晶玻璃材料进行二次熔制，由于耐热高透光性微晶玻璃材料中加入了适量的助熔剂和澄清剂，熔制的温度可以在相对较低的温度下进行，再一次完成澄清和均化过程。
32.通常情况下，没有加入澄清剂和助熔剂，或者加入的澄清剂和助熔剂剂量不合适时，为了避免耐热高透光性微晶玻璃材料产生较大的粘度和形成气泡，会采用较高的温度进行，这样既耗费能源也降低了耐火材料的使用寿命。本实施例中，由于加入了合适剂量的助熔剂和澄清剂，可以在较低温度进行熔制。
33.本实施例中，耐热高透光性微晶玻璃材料熔制的温度控制在1520℃~1600℃。优选地，温度为1600℃时，熔制的效果最好，可获得优质的耐热高透光性微晶玻璃材料。
34.s3：下料加注，将熔制后的玻璃棒料切断放入成型模具中。
35.熔制后的耐热高透光性微晶玻璃材料会放入到成型模具中进行加压成型。成型模具的结构可根据产品的需要设计成成型后的产品外形。为了保证耐热高透光性微晶玻璃材料能够充满成型模具，模具的表面可以设计成易于耐热高透光性微晶玻璃材料流动的曲面。
36.需要说明的是，耐热高透光性微晶玻璃材料熔制后温度较高，直接与常温的成型模具接触会产生急冷，影响耐热高透光性微晶玻璃材料的成型，并且温差范围大，对成型模具也有影响。所以，本实施例中，在下料加注前可对成型模具进行预加热，减小成型模具与耐热高透光性微晶玻璃材料之间的温差，避免急冷造成对耐热高透光性微晶玻璃材料性能的影响。
37.s4：退火控温，对成型模具中的玻璃棒料进行退火处理，降低玻璃棒料的温度。
38.当熔制结束后，需要对耐热高透光性微晶玻璃材料进行降温后才进行退火加压成
型。由于退火后温度过低会造成粘度增大，本实施例中退火后的耐热高透光性微晶玻璃材料的温度可不小于1500℃。
39.s5：加压成型，使用加压模挤压在成型模具中的玻璃棒料。
40.经过退火后耐热高透光性微晶玻璃材料达到合适的加压成型温度，对耐热高透光性微晶玻璃材料可直接进行加压成型工作，加压的速度可根据需要进行控制。
41.所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。