[發(fā)明專利]一種光纖包層玻璃及其池窯熔制機(jī)械成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811382495.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN109399946B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌;黃朋;羅新華;李建杰;姚雪芬;馬婕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州宏晟光電科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C03C13/04
• 分類號(hào): C03C13/04;C03B37/012;C03B37/027
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種光纖包層玻璃及其池窯熔制機(jī)械成型方法。這種光纖包層玻璃是由以下的原料組成：硼酸、石英砂、氫氧化鋁、硝酸鉀、碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鋰、三氧化二銻、三氧化二砷。同時(shí)也公開了這種光纖包層玻璃的池窯熔制機(jī)械成型方法，包括以下步驟：1)熔化；2)澄清；3)料道降溫；4)成型拉管；5)精切圓口；6)退火包裝。本發(fā)明公開的這種光纖包層玻璃折射率在1.45～1.55，膨脹系數(shù)為(80±5)×10^?7/℃，該玻璃具有足夠長(zhǎng)的粘度范圍，玻璃軟化溫度Ts在700～780℃，轉(zhuǎn)變溫度Tg在500℃～600℃，該玻璃的析晶溫度上限不高于950℃，析晶溫度下限不低于850℃，在850℃保溫2小時(shí)不產(chǎn)生析晶，抗析晶性能好，熱穩(wěn)定性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光纖包層玻璃及其池窯熔制機(jī)械成型方法。

背景技術(shù)

光學(xué)纖維傳像元件(光纖面板、光纖倒像器、纖維光錐)具有分辨率高，傳輸清晰，體積小，重量輕等特點(diǎn)。目前主要用于微光夜視儀中的輸入、輸出窗口，以及和CCD耦合成像中繼系統(tǒng)。

光學(xué)纖維傳像元件的皮料玻璃一般為低折射率光學(xué)玻璃，傳統(tǒng)的光學(xué)纖維傳像元件的皮料玻璃管一般為八卦爐人工吹拉玻璃管，將玻璃粉料加入到100-200立升的黏土坩堝內(nèi)，單坩堝加料量在200kg-300kg之間。按照一定的工藝溫度曲線熔煉玻璃，用時(shí)約20小時(shí)將玻璃熔煉澄清好。然后采用人工挑料，滾凌，吹泡、吹拉成型方式間歇式產(chǎn)出玻璃管，產(chǎn)出效率低，玻璃管成型尺寸規(guī)格一致性差，所熔煉的光學(xué)玻璃理化性能參數(shù)差異大，一致性差。

一種光纖包層玻璃配方，需要適應(yīng)電池窯連續(xù)加料熔煉，并采用維洛法機(jī)械拉管機(jī)持續(xù)垂直拉制不同壁厚比例規(guī)格的玻璃管。由于該玻璃材料生產(chǎn)出的皮料玻璃管制作的光纖面板需要與高膨脹可伐合金封接，高膨脹可伐封接合金，膨脹系數(shù)為(87±2)×10^-7/℃，因此一種光纖包層玻璃及其池窯熔制機(jī)械成型技術(shù)，需要滿足以下要求：

一、為了制作成高膨脹光學(xué)纖維傳像元件與高膨脹可伐合金封接，皮料玻璃材料的膨脹系數(shù)為(80±5)×10^-7/℃，具有很好的熱穩(wěn)定性，能適應(yīng)更廣的溫度環(huán)境變化。

二、為了實(shí)現(xiàn)光纖纖維的最佳傳光能力，滿足最佳的數(shù)值孔徑要求，理論設(shè)計(jì)要求該皮料玻璃管的折射率n₁為1.45≤n₂≤1.55。

三、為了滿足全電熔池窯維洛法機(jī)械拉制光學(xué)纖維傳像元件皮料玻璃管的要求，該玻璃配方必須滿足全電熔池窯維洛法生產(chǎn)方式，即：程控計(jì)算機(jī)，電子秤、混料機(jī)、自動(dòng)加料車、玻璃料熔化電池爐、玻璃澄清池、料道、牽引拉管機(jī)、真空拉管隧道、激光自動(dòng)檢測(cè)儀、玻璃管切割機(jī)、火焰圓口器和檢驗(yàn)包裝機(jī)的維洛法儀器設(shè)備。具體要求如下：

1)在全電熔池窯維洛法機(jī)械拉制玻璃管過(guò)程中，玻璃在1450℃-1600℃高溫下經(jīng)過(guò)全電熔化池熔化、后在1400℃-1500℃溫度下玻璃澄清池澄清均化、在經(jīng)過(guò)料道約1100℃-1400℃的降溫，最后到成型料盆內(nèi)的950℃-1100℃后經(jīng)過(guò)牽引拉管機(jī)拉制成型玻璃管，1600到950℃的溫度梯度范圍內(nèi)玻璃不能出現(xiàn)失透析晶現(xiàn)象。

2)玻璃經(jīng)過(guò)牽引拉管機(jī)拉出后經(jīng)過(guò)15米-150米的真空拉管隧道，玻璃管不能出現(xiàn)裂紋、炸裂現(xiàn)象。即：從950℃經(jīng)過(guò)15米-150米的真空拉管隧道，玻璃溫度降低至250-300℃溫度區(qū)間內(nèi)，玻璃成型過(guò)程中不炸裂，具有良好的熱穩(wěn)定性。

3)玻璃經(jīng)過(guò)牽引拉管機(jī)拉出后經(jīng)過(guò)15米-150米的真空拉管隧道，玻璃能夠成型出內(nèi)徑壁厚尺寸規(guī)格均勻的玻璃管，其玻璃管圓整度，壁厚偏差、錐度、直線度在滿足維洛法拉制玻璃管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，又能滿足光學(xué)纖維傳像元件皮料玻璃管更高的要求。因此：要求該皮料玻璃具有足夠長(zhǎng)的粘度范圍，即軟化溫度Ts和轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度Tg的差值?！鱐＝Ts-Tg＞150℃。要求該皮料玻璃軟化溫度Ts范圍700-780℃，轉(zhuǎn)變溫度Tg范圍500℃-600℃。