制备硫系红外玻璃材料的设备以及其工艺方法

制备硫系红外玻璃材料的设备以及其工艺方法
【专利摘要】本发明是关于一种制备硫系红外玻璃材料的设备以及其工艺方法，涉及硫系玻璃制造领域，主要目的在于通过本发明实施例提供的设备减少硫系红外玻璃材料内的条纹。主要采用的技术方案为：制备硫系红外玻璃材料的设备，包括机架、工作台、第一升降驱动装置、熔化炉、下炉门以及定位装置。工作台安装于机架；第一升降驱动装置用于驱动工作台升降运动；熔化炉可旋转地安装于工作台，熔化炉设有炉腔，熔化炉的下端设有第一开口；下炉门盖合于第一开口，下炉门与熔化炉可拆装连接；定位装置与下炉门可拆装连接，定位装置用于在外部安瓿瓶淬冷时对下炉门定位并保持下炉门的位置不变。本发明主要用于制备硫系红外玻璃材料。
【专利说明】制备硫系红外玻璃材料的设备以及其工艺方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及红外玻璃制造【技术领域】，特别是涉及一种制备硫系红外玻璃材料的设 备以及其工艺方法。

【背景技术】
[0002] 硫系玻璃是以第六主族元素中的S、Se、Te为主（不含0)，引入一定的金属或类金 属元素 Ge、Ga、As、Sb等形成的一类非氧化物玻璃，该玻璃是一种性能优良的红外透过光学 材料。硫系具有类似于单晶锗的红外透过性能，透过波段覆盖1?3μπι、3?5μπι和8? 12 μ m三个大气红外窗口。商用Se基硫系玻璃的折射率温度系数不到单晶锗的25%，具有 较好的光-热稳定特性。对锗资源消耗低，可采用精密模压技术成形，加工成本低，是红外 光学透镜、窗口和头罩等元件的理想候选材料，在军事和民用红外热成像系统中具有广泛 应用。
[0003] 由于硫系红外玻璃原料中含有较高比例的S、Se、Te等单质，这些单质均具有较高 的蒸汽压，在加热形成玻璃之前易发生挥发，这种挥发对玻璃的形成和性能稳定具有非常 恶劣的影响。商用硫系玻璃中多含有As、Sb等成分，这些成分的挥发对环境及操作人员均 会产生较大危害。另外，硫系红外玻璃在制备过程中对环境中的氢、氧、碳等杂质非常敏感， 这些杂质的引入极大的降低了玻璃的红外透过性能。因此，如何控制原料挥发、避免杂质污 染是硫系红外玻璃制备的关键技术和难点。
[0004] 目前硫系玻璃的合成方法主要有三种：安瓿瓶法、气氛保护法和热压烧结法，其中 安瓿法是最常用的合成方法，气氛保护法和热压烧结法是近年才产生的新方法，与安瓿法 相比，在设备制造、工艺控制等方面还存在诸多问题。
[0005] 现有技术中，业内普遍采用真空安瓿瓶在摇摆炉内熔制的方法来制备硫系玻璃， 即在低温下将玻璃配合料装入安瓿瓶内，对安瓿瓶抽真空并密封，然后将装有配合料的安 瓿瓶放入摇摆炉内升温熔制，利用摇摆炉的摆动来实现玻璃液的均化，最后通过淬冷安瓿 瓶获得硫系玻璃锭。这种方法过程简单，有效的解决了硫系玻璃原料中Se等的挥发，并避 免熔制过程引入杂质，特别适合于高纯小口径（φιοο?以下）硫系玻璃的合成。淬冷是安 瓿瓶法制备硫系玻璃的关键环节，其对硫系玻璃的内在光学质量和光学均匀性具有很大影 响。目前，业内多将安瓿瓶放在熔制装置内进行摇摆熔化，然后将其取出直接置于冷水、液 氮或空气中冷却。总之，在淬冷过程中均需要移动安瓿瓶，这种移动不可避免的引起玻璃液 面的扰动，导致玻璃制品中形成条纹等不均匀缺陷，这些缺陷的产生降低了光学系统的成 像质量、并且加大光学元件的加工破损率。


【发明内容】

[0006] 有鉴于此，本发明提供一种制备硫系红外玻璃材料的设备以及其工艺方法，主要 目的在于通过该设备减少硫系红外玻璃材料内的条纹，提高硫系红外玻璃材料的均匀性。
[0007] 为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
[0008] -方面，本发明的实施例提供一种制备硫系红外玻璃材料的设备，包括：
[0009]机架；
[0010] 工作台，安装于所述机架，所述工作台与所述机架活动连接；
[0011] 第一升降驱动装置，与所述工作台连接，所述第一升降驱动装置用于驱动所述工 作台升降运动；
[0012] 熔化炉，可旋转地安装于所述工作台，所述熔化炉设有炉腔，所述炉腔用于供外部 的安瓿瓶放入并对所述外部安瓿瓶加热，所述熔化炉的下端设有第一开口，所述第一开口 连通所述炉腔，所述第一开口用于供所述外部安瓿瓶通过所述第一开口取放；
[0013] 下炉门，盖合于所述第一开口，所述下炉门与所述熔化炉可拆装连接，所述下炉门 用于供所述外部安瓿瓶安装于其上并对所述外部安瓿瓶支撑和定位，以使所述下炉门与所 述外部安瓿瓶两者保持相对稳定；以及，
[0014] 定位装置，所述定位装置与所述下炉门可拆装连接，所述定位装置用于在所述外 部安瓿瓶淬冷时对所述下炉门定位并保持所述下炉门的位置不变。
[0015] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0016] 前述的制备硫系红外玻璃材料的设备，所述第一升降驱动装置包括第一液压缸， 所述第一液压缸的活塞杆与所述工作台连接且所述活塞杆与所述工作台两者保持相对固 定，所述第一液压缸的活塞杆垂直于水平面设置。
[0017] 前述的制备硫系红外玻璃材料的设备，还包括转轴，所述转轴与所述熔化炉周向 固定，所述工作台设有轴孔，所述转轴安装于所述轴孔内且与所述轴孔转动配合，所述熔化 炉通过所述转轴可旋转地安装于所述工作台。
[0018] 前述的制备硫系红外玻璃材料的设备，还包括电机，所述电机安装于所述工作台， 所述电机的输出轴与所述转轴驱动连接。
[0019] 前述的制备硫系红外玻璃材料的设备，还包括：
[0020] 第一定位调节装置，设置于所述下炉门，所述下炉门通过所述第一定位调节装置 将所述外部安瓿瓶安装于所述下炉门并对所述外部安瓿瓶支撑和定位。
[0021] 前述的制备硫系红外玻璃材料的设备，所述第一定位调节装置包括：
[0022] 第一定位杆，所述第一定位杆的下端设有螺纹；
[0023] 定位支撑板，设置于所述第一定位杆，所述定位支撑板设有第一定位孔，所述第一 定位孔用于供所述外部安瓿瓶插入并对所述外部安瓿瓶的瓶壁定位；
[0024] 底板，所述底板设置于第一定位杆，所述底板用于供外部安瓿瓶放置于其上并对 所述外部安瓿瓶提供支撑；以及，
[0025] 第一连接件，所述第一连接件的一端穿过所述下炉门，所述第一连接件的另一端 与所述第一定位杆的下端螺纹连接，所述第一连接件设有旋转定位面，所述第一连接件通 过所述旋转定位面卡接于所述下炉门，且能相对于所述下炉门转动。
[0026] 前述的制备硫系红外玻璃材料的设备，所述熔化炉的上端设有第二开口，所述第 二开口连通所述炉腔，所述第二开口处盖合有上炉门，所述上炉门与所述熔化炉可拆装连 接；
[0027] 所述制备硫系红外玻璃材料的设备还包括第二定位调节装置，所述第二定位调节 装置设置于所述上炉门，所述第二定位调节装置用于对炉腔内的所述外部安瓿瓶定位。
[0028] 前述的制备硫系红外玻璃材料的设备，所述第二定位调节装置包括：
[0029] 第二连接件，所述第二连接件设有第二定位孔，所述第二定位孔用于供所述外部 安瓿瓶的顶端插入并对所述外部安瓿瓶定位；
[0030] 第三连接件；
[0031] 第二定位杆，穿过所述上炉门，所述第二定位杆的一端与所述第二连接件连接，所 述第二定位杆的另一端与所述第三连接件连接；以及，
[0032] 第二螺杆，穿过所述第三连接件，且与所述第三连接件螺纹连接，所述第二螺杆的 一端与所述上炉门相抵触。
[0033] 前述的制备硫系红外玻璃材料的设备，所述定位装置包括托盘和第二液压缸，所 述第二液压缸的活塞杆与所述托盘连接且所述活塞杆与所述托盘两者保持相对固定，所述 托盘用于在所述外部安瓿瓶淬冷时运动至所述下炉门处并对所述下炉门支撑和定位。
[0034] 另一方面，本发明的实施例提供一种使用上述设备制备硫系红外玻璃材料的工艺 方法，该工艺方法包括下述步骤：
[0035] 步骤1 :按硫系红外玻璃材料的组分配比称取原料混合，装入安瓿瓶内；
[0036] 步骤2 :将所述安瓿瓶抽真空至真空度低于l*l(T2Pa，并密封所述安瓿瓶；
[0037] 步骤3 :将所述安瓿瓶安装到所述下炉门上，通过所述下炉门将所述安瓿瓶封闭 于所述炉腔内；
[0038] 步骤4 :对所述熔化炉逐渐升温，当所述熔化炉升温到600°C后开始旋转或摇摆， 使所述熔化炉在此温度保温2?4小时；将所述熔化炉升温到700°C并保温2?4小时；将 所述熔化炉升温到860°C?890°C并保温20?30小时，停止旋转或摇摆所述熔化炉，并使 所述熔化炉停止于初始位置；
[0039] 步骤5 :将所述熔化炉缓慢降温，降温速率为3°C /min ;待所述熔化炉降温到 530°C?560°C后，保温1?3小时；
[0040] 步骤6 :启动定位装置，定位装置此时对所述下炉门定位并保持所述下炉门的位 置不变；
[0041] 步骤7 :启动所述第一升降驱动装置，所述第一升降驱动装置驱动所述工作台往 上运动，所述工作台带动所述熔化炉一起往上运动，待所述安瓿瓶内的玻璃液面露出后即 以冷却介质吹扫所述安瓿瓶，对所述安瓿瓶淬冷；
[0042] 步骤8 :将所述安瓿瓶移至退火炉内进行精密退火，退火完成后即得到硫系红外 玻璃材料。
[0043] 借由上述技术方案，本发明制备硫系红外玻璃材料的设备以及其工艺方法至少具 有下列优点：
[0044] 因为外部安瓿瓶安装于下炉门且两者保持相对稳定，当在外部安瓿瓶淬冷时，定 位装置对下炉门定位并保持下炉门的位置不变，从而外部安瓿瓶的位置也保持不变，此时 第一升降驱动装置驱动熔化炉往上运动，并使安瓿瓶露出熔化炉之外，其中，安瓿瓶在定位 装置的作用下不需要移动，直接在原位进行淬冷，相对于现有技术，在淬冷时外部安瓿瓶内 的硫系红外玻璃液面不会发生波动，从而减少了安瓿瓶内的硫系红外玻璃材料的条纹的产 生，提高了硫系红外玻璃材料的均匀性。
[0045] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

【专利附图】

【附图说明】
[0046] 图1是本发明的实施例提供的一种制备硫系红外玻璃材料的设备的部分剖面示 意图；
[0047] 图2是本发明的实施例提供的另一种制备硫系红外玻璃材料的设备的熔化炉的 剖面结构示意图；
[0048] 图3是本发明的实施例提供的另一种制备硫系红外玻璃材料的设备的下炉门与 第一定位调节装置相连接的部分剖面示图；
[0049] 图4是本发明的实施例提供的另一种制备硫系红外玻璃材料的设备的上炉门与 第二定位调节装置相连接的结构示意图。

【具体实施方式】
[0050] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结 合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明 如后。在下述说明中，不同的"一实施例"或"实施例"指的不一定是同一实施例。此外，一 或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0051] 如图1所示，本发明的一个实施例提出的一种制备硫系红外玻璃材料的设备，包 括机架1、工作台2、第一升降驱动装置3、熔化炉4、下炉门5以及定位装置6。
[0052] 工作台2安装于机架1，工作台2与机架1活动连接，此处的"活动连接"是指工作 台2与机架1两者之间的位置不固定，工作台2与机架1两者之间的位置可以根据需要进 行调节。
[0053] 第一升降驱动装置3与工作台2连接，第一升降驱动装置3用于驱动工作台2升 降运动。
[0054] 如图1和图2所示，熔化炉4可旋转地安装于工作台2,以使熔化炉4可相对于工 作台2旋转。熔化炉4设有炉腔41，该炉腔41为在熔化炉4内部开设的一独立空间，当外 部安瓿瓶100安放于炉腔41内时，熔化炉4可以对炉腔41内的外部安瓿瓶100加热。熔 化炉4的下端设有第一开口 42,第一开口 42连通炉腔41，该第一开口 42为外部安瓿瓶100 的取放通道，外部安瓿瓶100可通过该第一开口 42实现取放。
[0055] 如图1和图2所示，下炉门5盖合于第一开口 42,下炉门5与熔化炉4可拆装连 接。下炉门5用于供外部安瓿瓶100安装于其上并对外部安瓿瓶100支撑和定位，以使下 炉门5与外部安瓿瓶100两者保持相对稳定。此处的"可拆装连接"是指下炉门5与熔化炉 4两者既可以组装固定，又可以拆卸分离。其中，具体地，外部安瓿瓶100安装于下炉门5， 并且外部安瓿瓶100与下炉门5两者之间保持相对稳定，以使外部安瓿瓶100可随下炉门5 一起运动，当下炉门5盖合于第一开口 42并与熔化炉4组装固定时，外部安瓿瓶100通过 下炉门5被送入炉腔41内加热；当下炉门5从熔化炉4上拆卸分离时，外部安瓿瓶100也 可随下炉门5 -起从熔化炉4上脱离。
[0056] 如图1所示，定位装置6与下炉门5可拆装连接，在外部安瓿瓶100淬冷时定位装 置6可以对下炉门5定位并保持下炉门5的位置不变。在熔化炉摇摆过程中，定位装置6 则可以与下炉门5及熔化炉4分离。此处的"可拆装"是指定位装置6与下炉门5两者之 间可以组装固定，也可以拆卸分离。
[0057] 其中，通过设置的定位装置6,外部安瓿瓶100在淬冷时被定位装置6固定在原位， 外部安瓿瓶100不需要移动，直接在原位淬冷，相对于现有技术，在淬冷时外部安瓿瓶100 内的硫系红外玻璃液面不会发生波动，从而减少了或避免了在最终制得的硫系红外玻璃材 料中的条纹缺陷的产生，提高了硫系红外玻璃材料的均匀性。
[0058] 进一步的，在本实施例中，如图2所示，炉腔41呈圆柱形，第一开口 42为圆形开 □。
[0059] 进一步的，为了使工作台2能够按照预设的轨迹进行运动，提高工作台2的运动精 度，如图1所示，本发明还提供如下的实施方式：前述的制备硫系红外玻璃材料的设备，还 包括导柱7,导柱7可以对工作台2的升降运动导向。具体地，导柱7设置于机架1且垂直 于水平面设置，工作台2设有导向孔（图中未标示），导柱7穿过导向孔且与导向孔的孔壁 滑动配合，以使工作台2可沿导柱7来回滑动。进一步的，导柱7的数量为2根，2根导柱7 在工作台2上呈对角设置。进一步的，导柱7的数量为4根。
[0060] 进一步的，为了满足第一升降驱动装置3驱动工作台2升降运动的目的，如图1所 示，本发明还提供如下的实施方式：第一升降驱动装置3包括第一液压缸（图中未标示）， 第一液压缸的活塞杆与工作台2连接且活塞杆与工作台2两者保持相对固定，第一液压缸 的活塞杆垂直于水平面设置。其中，液压缸为市购件，可以根据需要在市场上购买所得。进 一步的，为了提高第一升降驱动装置3的驱动力，第一液压缸的数量可以为多个。
[0061] 其中，上述的第一升降驱动装置3不限于为液压缸，在其它实施例中，第一升降驱 动装置3也可以为气缸，该气缸驱动工作台2升降运动；或者第一升降驱动装置3为滚珠 丝杠机构，电机驱动滚珠丝杠机构并带动工作台2升降运动。其中，不限于本实施例中的设 置，具体可以根据用户的实际需求设置。
[0062] 进一步的，为了达到熔化炉4可旋转地安装于工作台2的目的，如图1所示，本发 明还提供如下的实施方式：前述的制备硫系红外玻璃材料的设备还包括转轴8,转轴8与熔 化炉4周向固定，以使熔化炉4可随转轴8 -起转动。工作台2设有轴孔，转轴8安装于轴 孔内且与轴孔转动配合，以使转轴8可绕轴孔的中心线旋转，从而熔化炉4也可通过转轴8 绕轴孔的中心线旋转。
[0063] 进一步的，如图1所示，前述的制备硫系红外玻璃材料的设备还包括电机9,电机9 安装于工作台2,电机9的输出轴与转轴8驱动连接。启动电机9时，电机9可以驱动转轴 8旋转，从而熔化炉4可随转轴8 -起旋转。其中，电机9为市购件，可以根据需要在市场上 购买所得。进一步的，为了实现下炉门5对外部安瓿瓶100的安装和定位，如图1和图3所 示，本发明还提供如下的实施方式：前述的制备硫系红外玻璃材料的设备还包括第一定位 调节装置10,该第一定位调节装置10设置于下炉门5,外部安瓿瓶100通过该第一定位调 节装置10安装于下炉门5,以使外部安瓿瓶100可随下炉门5 -起运动，第一定位调节装置 10可以对外部安瓿瓶100提供支撑和定位。其中，在本实施例中，第一定位调节装置10还 可以对外部安瓿瓶100在炉腔41内的位置进行调节，以使外部安瓿瓶100在炉腔41内保 持稳定。
[0064] 进一步的，为了实现上述第一定位调节装置10的功能，如图3所示，本发明还提供 如下的实施方式：第一定位调节装置包括第一定位杆12、定位支撑板13、底板11以及第一 连接件14。
[0065] 第一定位杆12的下端设有螺纹。
[0066] 定位支撑板13设置于第一定位杆12,具体地，定位支撑板13为一独立的零件，定 位支撑板13与第一定位杆12固定连接，以使定位支撑板13可随第一定位杆12 -起上下 移动。定位支撑板13设有第一定位孔131，第一定位孔131用于供外部安瓿瓶插入并对外 部安瓿瓶100的瓶壁定位。
[0067] 底板11设置于第一定位杆12,具体地，底板11为一独立的零件，底板11与第一定 位杆12固定连接，以使底板11可随第一定位杆12 -起上下移动。底板11用于供外部安 瓿瓶100放置于其上并对外部安瓿瓶100提供支撑。其中，底板11用于对外部安瓿瓶100 的底部提供支撑，定位支撑板13通过第一定位孔131对外部安瓿瓶100的瓶壁定位。
[0068] 第一连接件14的一端穿过下炉门5,第一连接件14的另一端与第一定位杆12的 下端螺纹连接，第一连接件14设有旋转定位面141，第一连接件14通过旋转定位面141卡 接于下炉门5,且能相对于下炉门5转动。具体地，旋转定位面141可以为平面，也可以为球 面等，具体可根据用户的实际需求设置。下炉门5上设有过孔，第一连接件14穿过该过孔， 第一连接件14通过旋转定位面141被卡接于过孔的一侧,可以抒动第一连接件14伸出下 炉门5的一端，使第一连接件14相对于下炉门5转动。
[0069] 在本实施例中，第一定位杆12的下端设有外螺纹，第一连接件14为旋钮，该旋钮 设有内螺纹，旋钮与第一定位杆12的下端螺接。拧动旋钮时，旋钮相对于下炉门5在原地 转动，第一定位杆12则在旋钮的作用下相对于下炉门5向上或向下移动，以此可对外部安 瓿瓶100在炉腔41内的位置进行调整，进一步的可以形成固定，这样可以有效防止外部安 瓿瓶100在熔化炉4旋转的过程中与炉腔41的侧壁发生碰撞而发生损坏，从而提高了外部 安瓿瓶100的安全性。
[0070] 进一步的，外部安瓿瓶100的顶端与第二定位调节装置相配合以使外部安瓿瓶 100被锁死固定，这样可以有效防止外部安瓿瓶100在熔化炉4旋转的过程中与炉腔41的 侧壁发生碰撞而发生损坏，从而提高了外部安瓿瓶100的安全性。
[0071] 进一步的，第一定位杆12的上端穿入上炉门15内的容置孔内（图内未画出）。
[0072] 进一步的，在本实施例中，第一定位杆12通过与上下炉门上的定位孔进行轴向定 位，防止安瓿瓶在炉体摇摆过程中发生偏斜，同时还可以减轻淬冷室，由于熔炉上升对安瓿 瓶的扰动，进一步减轻玻璃液内的条纹缺陷。
[0073] 进一步的，为保持稳定，第一定位杆12为3根或3根以上。
[0074] 进一步地，所述定位支撑板13至少为2层。
[0075] 进一步的，为了将外部安瓿瓶100稳定地安装于炉腔41内，防止外部安瓿瓶100 在炉腔41内发生晃动，如图1和图2所示，本发明还提供如下的实施方式：熔化炉4的上端 设有第二开口 43,第二开口 43连通炉腔41，第二开口 43处盖合有上炉门15,上炉门15与 熔化炉4可拆装连接，以使上炉门15与熔化炉4两者可组装固定，也可拆卸分离。如图1所 示，上述制备硫系红外玻璃材料的设备还包括第二定位调节装置16,第二定位调节装置16 设置于上炉门15,第二定位调节装置16用于对炉腔41内的外部安瓿瓶100定位。其中，第 一定位调节装置10可对外部安瓿瓶100的底部定位，第二定位调节装置16可对外部安瓿 瓶100的顶部定位，第一定位调节装置10和第二定位调节装置16两者相互配合，可以实现 对外部安瓿瓶1〇〇的完全定位，使外部安瓿瓶1〇〇被紧紧地固定于炉腔41内，防止外部安 瓿瓶100在炉腔41内发生晃动。
[0076] 进一步的，为了实现上述第二定位调节装置16的功能，如图4所示，本发明还提供 如下的实施方式：第二定位调节装置包括第二连接件22、第三连接件19、第二定位杆18以 及第二螺杆21。
[0077] 第二连接件22设有第二定位孔201，第二定位孔201用于供外部安瓿瓶100的顶 端插入并对外部安瓿瓶100定位。具体地，第二定位孔201用于对外部安瓿瓶100的顶端 及侧部再次定位。第二定位孔201与前述的第一定位孔131相互配合，对外部安瓿瓶100 整体定位，防止外部安瓿瓶100在炉腔41内晃动。
[0078] 第二定位杆18穿过上炉门15,第二定位杆18的一端与第二连接件22连接，第二 定位杆18的另一端与第三连接件19连接。第二连接件22、第三连接件19以及第二定位杆 18三者形成一个整体，以使第二连接件22、第三连接件19以及第二定位杆18可以同步运 动。
[0079] 第二螺杆21穿过第三连接件19,且与第三连接件19螺纹连接，第二螺杆21的一 端与上炉门15相抵触。具体地，拧动第二螺杆21时，第二连接件22、第三连接件19以及第 二定位杆18可相对于上炉门15向上或向下移动。
[0080] 进一步的，前述的第二连接件22包括压板17和压框20,压板的一端与第二定位杆 18连接，压板17的另一端与压框20连接，压框20设有前述的第二定位孔201。
[0081] 进一步的，上述的第二定位杆18的数量为多个，多个第二定位杆18可以对压板17 定位，防止压板17发生偏斜。
[0082] 进一步的，与第二定位装置所使用的外部安瓿瓶100的形状如图1所示，上、下段 直径不同，其中下段直径较大且长度较长，为硫系玻璃原料反应和熔制端，上段直径细小且 长度较短，便于使用所述定位装置进行固定和封接。
[0083] 进一步的，为了实现上述定位装置6的功能，如图1所示，本发明还提供如下的实 施方式：定位装置6包括托盘61和第二液压缸62,第二液压缸62的活塞杆与托盘61连接 且活塞杆与托盘61两者保持相对固定，以使活塞杆可带动托盘61 -起运动，托盘61用于 在外部安瓿瓶100淬冷时运动至下炉门5处并对下炉门5支撑和定位。
[0084] 进一步的，上述的托盘61设有用于容置下炉门5的凹槽（图中未标示）。其中，凹 槽的外形形状结构与下炉门5的外形形状结构相匹配，以使托盘61可通过凹槽对下炉门5 提供有力的支撑和定位。
[0085] 当然，在其它实施例中，定位装置6不限于上述的设置，定位装置6也可以为一可 移动的支撑座（图中未标示），在外部安瓿瓶100淬冷时将支撑座移动至下炉门5处，并对 下炉门5提供支撑和定位。其中，不限于本实施例中的设置，具体可根据用户的实际需求设 置。
[0086] 本发明的实施例还提供一种使用上述设备制备硫系红外玻璃材料的工艺方法，该 工艺方法包括下述步骤：
[0087] 步骤1 :按硫系红外玻璃材料的组分配比称取原料混合，装入安瓿瓶100内；
[0088] 步骤2 :将安瓿瓶100抽真空至真空度低于l*10_2Pa，并密封安瓿瓶100 ;
[0089] 步骤3 :将安瓿瓶100安装到下炉门5上，通过下炉门5将安瓿瓶100封闭于炉腔 41内；
[0090] 步骤4 :对熔化炉4逐渐升温，当熔化炉4升温到600°C后开始旋转或摇摆，使熔化 炉4在此温度保温2?4小时；将熔化炉4升温到700°C并保温2?4小时；将熔化炉4升 温到800°C?890°C并保温20?30小时，停止旋转或摇摆熔化炉4，并使熔化炉4停止于初 始位置；
[0091] 步骤5 :将熔化炉4缓慢降温，降温速率为1?：TC /min ;待熔化炉4降温到 400°C?560°C后，保温1?3小时；
[0092] 步骤6 :启动定位装置6,定位装置6此时对下炉门5定位并保持下炉门5的位置 不变；
[0093] 步骤7 :启动第一升降驱动装置3,第一升降驱动装置3驱动工作台2往上运动，工 作台2带动熔化炉4 一起往上运动，待安瓿瓶100内的玻璃液面露出后即以冷却介质吹扫 安瓿瓶100,对安瓿瓶100淬冷；
[0094] 步骤8 :将安瓿瓶100移至退火炉内进行精密退火，退火完成后即得到硫系红外玻 璃材料。
[0095] 其中，上述的安瓿瓶100在抽真空后通过氢氧焰实现密封，其密封效果较好。安瓿 瓶100淬冷的冷却介质可以为空气、压缩水雾、冷却氮气等，其中，具体可根据用户的实际 需求设置。
[0096] 进一步的，在步骤3中，所述安瓿瓶100安装于下炉门5上的第一定位调节装置的 底板11，第一升降装置3驱动所述下炉门5、以及安装于所述下炉门5上的第一定位调节装 置和所述安瓿瓶100上升，将所述下炉门5与炉体连接，微调第一定位调节装置，将所述安 瓿瓶100密闭于所述炉腔41内。
[0097] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依 据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发 明技术方案的范围内。
【权利要求】
1. 一种制备硫系红外玻璃材料的设备，其特征在于，包括： 机架； 工作台，安装于所述机架，所述工作台与所述机架活动连接； 第一升降驱动装置，与所述工作台连接，所述第一升降驱动装置用于驱动所述工作台 升降运动； 熔化炉，可旋转地安装于所述工作台，所述熔化炉设有炉腔，所述炉腔用于供外部的安 瓿瓶放入并对所述外部安瓿瓶加热，所述熔化炉的下端设有第一开口，所述第一开口连通 所述炉腔，所述第一开口用于供所述外部安瓿瓶通过所述第一开口取放； 下炉门，盖合于所述第一开口，所述下炉门与所述熔化炉可拆装连接，所述下炉门用于 供所述外部安瓿瓶安装于其上并对所述外部安瓿瓶支撑和定位，以使所述下炉门与所述外 部安瓿瓶两者保持相对稳定；以及， 定位装置，所述定位装置与所述下炉门可拆装连接，所述定位装置用于在所述外部安 瓿瓶淬冷时对所述下炉门定位并保持所述下炉门的位置不变。
2. 如权利要求1所述的制备硫系红外玻璃材料的设备，其特征在于，所述第一升降驱 动装置包括第一液压缸，所述第一液压缸的活塞杆与所述工作台连接且所述活塞杆与所述 工作台两者保持相对固定，所述第一液压缸的活塞杆垂直于水平面设置。
3. 如权利要求1所述的制备硫系红外玻璃材料的设备，其特征在于，还包括转轴，所述 转轴与所述熔化炉周向固定，所述工作台设有轴孔，所述转轴安装于所述轴孔内且与所述 轴孔转动配合，所述熔化炉通过所述转轴可旋转地安装于所述工作台。
4. 如权利要求3所述的制备硫系红外玻璃材料的设备，其特征在于，还包括电机，所述 电机安装于所述工作台，所述电机的输出轴与所述转轴驱动连接。
5. 如权利要求1所述的制备硫系红外玻璃材料的设备，其特征在于，还包括： 第一定位调节装置，设置于所述下炉门，所述下炉门通过所述第一定位调节装置将所 述外部安瓿瓶安装于所述下炉门并对所述外部安瓿瓶支撑和定位。
6. 如权利要求5所述的制备硫系红外玻璃材料的设备，其特征在于，所述第一定位调 节装置包括： 第一定位杆，所述第一定位杆的下端设有螺纹； 定位支撑板，设置于所述第一定位杆，所述定位支撑板设有第一定位孔，所述第一定位 孔用于供所述外部安瓿瓶插入并对所述外部安瓿瓶的瓶壁定位； 底板，所述底板设置于第一定位杆，所述底板用于供外部安瓿瓶放置于其上并对所述 外部安瓿瓶提供支撑；以及， 第一连接件，所述第一连接件的一端穿过所述下炉门，所述第一连接件的另一端与所 述第一定位杆的下端螺纹连接，所述第一连接件设有旋转定位面，所述第一连接件通过所 述旋转定位面卡接于所述下炉门，且能相对于所述下炉门转动。
7. 如权利要求1所述的制备硫系红外玻璃材料的设备，其特征在于，所述熔化炉的上 端设有第二开口，所述第二开口连通所述炉腔，所述第二开口处盖合有上炉门，所述上炉门 与所述熔化炉可拆装连接； 所述制备硫系红外玻璃材料的设备还包括第二定位调节装置，所述第二定位调节装置 设置于所述上炉门，所述第二定位调节装置用于对炉腔内的所述外部安瓿瓶定位。
8. 如权利要求7所述的制备硫系红外玻璃材料的设备，其特征在于，所述第二定位调 节装置包括： 第二连接件，所述第二连接件设有第二定位孔，所述第二定位孔用于供所述外部安瓿 瓶的顶端插入并对所述外部安瓿瓶定位； 第三连接件； 第二定位杆，穿过所述上炉门，所述第二定位杆的一端与所述第二连接件连接，所述第 二定位杆的另一端与所述第三连接件连接；以及， 第二螺杆，穿过所述第三连接件，且与所述第三连接件螺纹连接，所述第二螺杆的一端 与所述上炉门相抵触。
9. 如权利要求1所述的制备硫系红外玻璃材料的设备，其特征在于，所述定位装置包 括托盘和第二液压缸，所述第二液压缸的活塞杆与所述托盘连接且所述活塞杆与所述托盘 两者保持相对固定，所述托盘用于在所述外部安瓿瓶淬冷时运动至所述下炉门处并对所述 下炉门支撑和定位。
10. -种使用权利要求1至9任一项所述设备制备硫系红外玻璃材料的工艺方法，其特 征在于，该工艺方法包括下述步骤： 步骤1 :按硫系红外玻璃材料的组分配比称取原料混合，装入安瓿瓶内； 步骤2 :将所述安瓿瓶抽真空至真空度低于l*l(T2Pa，并密封所述安瓿瓶； 步骤3 :将所述安瓿瓶安装到所述下炉门上，通过所述下炉门将所述安瓿瓶封闭于所 述炉腔内； 步骤4 :对所述熔化炉逐渐升温，当所述熔化炉升温到600°C后开始旋转或摇摆，使所 述熔化炉在此温度保温2?4小时；将所述熔化炉升温到700°C并保温2?4小时；将所述 熔化炉升温到800°C?890°C并保温20?30小时；停止旋转或摇摆所述熔化炉，并使所述 熔化炉停止于初始位置； 步骤5 :将所述熔化炉缓慢降温，降温速率为1?:TC /min ;待所述熔化炉降温到 400°C?560°C后，保温1?3小时； 步骤6 :启动定位装置，定位装置此时对所述下炉门定位并保持所述下炉门的位置不 变； 步骤7 :启动所述第一升降驱动装置，所述第一升降驱动装置驱动所述工作台往上运 动，所述工作台带动所述熔化炉一起往上运动，待所述安瓿瓶内的玻璃液面露出后即以冷 却介质吹扫所述安瓿瓶，对所述安瓿瓶淬冷； 步骤8:将所述安瓿瓶移至退火炉内进行精密退火，退火完成后即得到硫系红外玻璃 材料。
【文档编号】C03B5/235GK104193142SQ201410443219
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】刘永华, 赵华, 祖成奎, 王琪, 韩滨, 赵慧峰, 王衍行, 陈江, 金扬利 申请人:中国建筑材料科学研究总院