一种黄色滤光石英棒及其制备方法与流程

文档序号:11095333阅读:595来源:国知局

本发明涉及一种石英棒的制备技术,特别是一种黄色滤光石英棒及其制备方法。



背景技术:

石英玻璃的热膨胀系数比现有材料的膨胀系数低,具有耐高温、非常低的导热率、极好的抗热震性等特点,有很高的变形温度、软化温度,很低的热传导能力和介电损失,具有极宽的光谱、光学透过能力。通过掺杂的石英玻璃,配比适量甚至可达到零膨胀的特点,因而越来越广泛地应用到化工、半导体、电子、光导纤维、航空、电光源器、光学仪器、医疗设备、工艺品等领域。目前市场上各厂家生产只有白色石英棒,不能满足各个行业制造特定的高科技产品的需求。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提出一种整体着色均一性好,耐高温、耐酸碱性,线性膨胀系数小,滤光性能稳定的黄色滤光石英棒。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的,一种黄色滤光石英棒,其特点是,以高纯石英砂为基本重量份原料,配以占高纯石英砂重量0.1%~5%的微量元素添加剂,所述微量元素添加剂是由以下重量份配比的原料组成的:

五氧化二钒V2O5 1.1~1.3

硝酸钾KNO3 1.0~1.2

氧化铕Eu2O3 1.0~1.2

氧化镨Pr6O11 1.2~1.4

二氧化钛TiO2 0.3~0.5

氢氧化锌Zn(OH)2 0.07~0.09。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,所述微量元素添加剂占高纯石英砂重量的0.25%~0.35%。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,采用SiO2含量大于99.9996%,杂质含量低于5ppm,50目~140目的高纯石英砂。

本发明所要解决的另一个技术问题是通过以下技术方案来实现的,上述的黄色滤光石英棒的制备方法,其特点是,将微量元素添加剂中的五氧化二钒V2O5 、氧化镨Pr6O11 、氢氧化锌Zn(OH)2 、氧化铕Eu2O3加盐酸使之溶解,制成酸性溶液;

将微量元素添加剂中的硝酸钾KNO3加水,制成水溶液;

将微量元素添加剂中的二氧化钛TiO2加硫酸制成酸溶液;

将上述三种溶液掺入到高纯石英砂充分搅拌混合后,加温至1000~1050 ℃进行烘干膨化,然后进行筛选和磁选,去除金属杂质,再投入连熔炉熔炼,拉制成型。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,所述盐酸浓度为36%~38%。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,所述硫酸浓度为93%~98%。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,连熔炉内温度在2000~2250 ℃的条件下,熔炼6-7小时后,进行拉制成型。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,拉制成型后的黄色石英棒表面温度不低于400℃时,将其放入400~700 ℃的保温箱内保温8~10小时。

与现有技术相比,本发明采用棒体整体着色制备工艺拉制成型的黄色滤光石英棒,着色均一性好,耐高温,耐酸碱性,线性膨胀系数小,滤光性能稳定,光吸范围大,吸收截止波长可达254~360 nm,调整掺杂的微量元素含量截止波长可达到400 nm。

具体实施方式

进一步描述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明,而不构成对其权利的限制。

一种黄色滤光石英棒,以高纯石英砂为基本重量份原料,采用SiO2含量大于99.9996%,杂质含量低于5ppm,50目~140目的高纯石英砂,配以占高纯石英砂质量百分比0.1%~5%的微量元素添加剂,所述的微量元素添加剂是由以下重量份配比的原料组成的:

五氧化二钒V2O5 1.1~1.3;

硝酸钾KNO3 1.0~1.2;

氧化铕Eu2O3 1.0~1.2;

氧化镨Pr6O11 1.2~1.4;

二氧化钛TiO2 0.3~0.5;

氢氧化锌Zn(OH)2 0.07~0.09;

所述微量元素添加剂占高纯石英砂重量的最佳质量百分比为0.25%~0.35% 。

上述黄色滤光石英棒的制备方法,将微量元素添加剂中的五氧化二钒V2O5 、氧化镨Pr6O11 、氢氧化锌Zn(OH)2 、氧化铕Eu2O3加盐酸使之溶解,制成酸性溶液,所述盐酸的质量百分比浓度为36%~38%;

将微量元素添加剂中的硝酸钾KNO3加水,制成水溶液;

将微量元素添加剂中的二氧化钛TiO2加硫酸制成酸溶液,所述硫酸的质量百分比浓度为93%~98%;

将上述三种溶液掺入到高纯石英砂充分搅拌混合后,加温至1000~1050 ℃进行烘干膨化,然后进行筛选和磁选,去除金属杂质,再投入连熔炉熔炼,连熔炉内的温度在2000~2250 ℃的条件下,熔炼6-7小时后,拉制成型;

当拉制成型后的黄色石英棒表面温度不低于400℃时,将其放入400~700 ℃的保温箱内保温8~10小时,以防止黄色石英棒出现颜色不均或渐变的情况;

拉制成型的黄色石英棒的直径由连熔炉内的成型器、料台口来调整,成型器配比为210mm,料台口为250mm,拉制成型的黄色石英棒直径最大可达180 mm。

所述微量元素添加剂配方一:

五氧化二钒V2O5 1.1

硝酸钾KNO3 1.0

氧化铕Eu2O3 1.0

氧化镨Pr6O11 1.2

二氧化钛TiO2 0.3

氢氧化锌Zn(OH)2 0.07

拉制成型的黄色滤光石英棒颜色为浅黄色;

所述微量元素添加剂配方二:

五氧化二钒V2O5 1.2

硝酸钾KNO3 1.1

氧化铕Eu2O3 1.1

氧化镨Pr6O11 1.3

二氧化钛TiO2 0.4

氢氧化锌Zn(OH)2 0.08

拉制成型的黄色滤光石英棒颜色为淡黄色;

所述微量元素添加剂配方三:

五氧化二钒V2O5 1.4

硝酸钾KNO3 1.2

氧化铕Eu2O3 1.2

氧化镨Pr6O11 1.4

二氧化钛TiO2 0.5

氢氧化锌Zn(OH)2 0.09

拉制成型的黄色滤光石英棒颜色为深黄色。

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