专利名称：一种制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置的制作方法
技术领域：
本发明属于光学材料制备技术领域，具体涉及一种制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置。
背景技术：
当今光学材料制备技术领域，普遍采用化学气相沉积法制备复合光学材料。对于硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料，采用化学气相沉积法制备的产品在中波红外波段光谱透过特性差，平均值仅能达到60%，不能满足生产设计要求；此外，所述化学气相沉积法制备生产周期长，生产效率低。
发明内容
本发明需要解决的技术问题为现有技术中采用化学气相沉积方法制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料中波红外波段光谱透过特性差、生产效率低。本发明的技术方案如下所述一种制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，包括炉体和配电柜，还包括控制柜、真空系统和冷却系统，其中，控制柜通过真空系统、冷却系统、炉体内部的传感器对整个装置进行控制、报警及记录数据；真空系统与炉体相连接，用于对炉体进行抽真空操作；冷却系统与炉体及真空系统相连接，用于对炉体及真空系统进行冷却处理；配电柜为整个装置提供动力电源。所述控制柜包括PLC可编程逻辑控制器和PC机；其中，通过PC机设定真空度、温度、气压、时间参数，并通过真空系统、冷却系统、炉体内部的传感器监测参数数值；PLC可编程逻辑控制器与真空系统、冷却系统及炉体通过数据线相连接，向其提供相关控制指令。所述PLC可编程逻辑控制器型号优选为Mitsubishi FX3U-64M型。所述控制柜还包括报警组件，当所述PC机监测数据超过工作人员设定的安全范围时，报警组件进行报警。所述报警组件优选为声光信号报警设备。所述真空系统与炉体通过不锈钢管路相连接，其根据所述控制柜中PLC可编程逻辑控制器发布的控制指令对炉体进行抽真空操作；所述不锈钢管路设有真空传感器，其监测数据通过数据线传输至控制柜中PC机。所述冷却系统通过管路与炉体和真空系统相连接，其设有水压传感器，监测数据通过数据线传输至控制柜中PC机。所述炉体包括炉壳、电极、加热体、热电偶和通风管路；炉壳为设有上盖的双层水冷结构壳体，其上部设有通风管路；加热体由石墨材料制成，其整体形状为上部开敞、下部密封的圆柱形壳体，其侧壁呈阶梯状，其外部设有石墨硬毡保温层，加热体放置于炉壳内部；加热体内部设有坩埚；电极安装于炉壳下部，其位于炉壳内部的部分为石墨材料，与所述加热体相连接，其位于炉壳外部的部分为金属材料，与配电柜相连接；热电偶用于测量炉体内温度，其监测数据通过数据线传输至控制柜中PC机。作为优选方案，分别在炉壳的上部、中部、下部各设有一个热电偶。所述配电柜通过电缆为装置所有部件提供动力电源。本发明的有益效果为( I)本发明的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置采用真空条件下物理气相沉积的原理制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料，生产出的产品中波红外波段光谱透过特性好，平均值高达70% ；(2)本发明的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置生产周期仅为化学气相沉积法生产周期的四分之一，显著提高了生产效率。
图I为本发明的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置结构示意图；图2为炉体内的加热体主视图；图3为炉体内的加热体俯视图。其中，I-控制柜，2-真空系统，3-冷却系统，4-炉体，5-配电柜。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置进行详细说明。如图I所示，本发明的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置包括控制柜
I、真空系统2、冷却系统3、炉体4和配电柜5。其中，控制柜I用于对整个装置进行控制、报警及记录数据；真空系统2与炉体4相连接，用于对炉体4进行抽真空操作；冷却系统3与炉体4及真空系统2相连接，用于对炉体4及真空系统2进行冷却处理；配电柜5为整个装置提供动力电源。控制柜I包括PLC可编程逻辑控制器、PC机和报警组件。其中，通过PC机向装置设定真空度、温度、气压、时间等参数,并通过真空系统2、冷却系统3、炉体4内部的传感器监测相关参数数值；PLC可编程逻辑控制器与真空系统2、冷却系统3及炉体4通过数据线相连接，向其提供相关控制指令；当所述PC机监测数据超过工作人员设定的安全范围时，报警组件进行报警。本实施例中，PLC可编程逻辑控制器型号为Mitsubishi FX3U-64M型，报警组件采用声光信号报警设备。真空系统2采用现有技术中的抽真空设备，包括预抽真空泵、扩散泵等组件，其与炉体4通过不锈钢管路相连接，根据所述控制柜I中PLC可编程逻辑控制器发布的控制指令对炉体4进行抽真空操作。所述不锈钢管路设有真空传感器，其监测数据通过数据线传输至控制柜I中PC机。冷却系统3采用现有技术中的冷却设备，其通过管路与炉体4和真空系统2扩散泵相连接，为炉体4和真空系统2扩散泵提供冷却水以达到降温目的。其中，冷却系统3设有水压传感器，其监测数据通过数据线传输至控制柜I中PC机。炉体4包括炉壳、电极、加热体、热电偶和通风管路。炉壳为设有上盖的双层水冷结构不锈钢壳体；其上部设有通风管路，将炉体中产生的有害气体排出；加热体由石墨材料制成，其整体形状为上部开敞、下部密封的圆柱形壳体，其侧壁呈图2所示阶梯状，其外部设有石墨硬毡保温层用于保温，加热体放置于炉壳内部；加热体内部设有坩埚，用于盛放生产原料；电极安装于炉壳下部，其位于炉壳内部的部分为石墨材料，与所述加热体相连接，其位于炉壳外部的部分为金属材料，与配电柜5的电缆相连接；热电偶用于测量炉体内温度，其监测数据通过数据线传输至控制柜I中PC机，热电偶的数目和安装位置根据实际情况灵活设定，本实施例中，分别在炉壳的上部、中部、下部设有一个热电偶。配电柜5采用现有技术中的配电设备，包括电压表，电流表，信号灯和插座等组件，将外部高压电转换成适宜装置工作的工作电压，通过电缆为装置所有部件提供动力电源。本发明的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置的工作过程如下所述通过控制柜PC机设定真空度、温度、时间等参数；
将硒化锌粉料称重后放置于炉体的坩埚内；开启冷却系统；对炉体抽真空；当炉体真空度达到设定要求后对炉体进行加热；达到设定的加热时间后，打开炉体上盖，取出坩埚内生成的硒化锌多晶材料；将硒化锌多晶材料进行光学加工，所述光学加工过程为本领域技术人员公知常识；通过控制柜PC机再次设定真空度、温度、时间等参数；将光学加工后的硒化锌多晶材料和硫化锌粉料称重后放置于炉体的坩埚内；开启冷却系统；对炉体抽真空；当炉体真空度达到设定要求后对炉体进行加热；达到设定的加热时间后，打开炉体上盖，取出坩埚内生成的硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料；将硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料进行光学加工得到所需产品，所述光学加工过程为本领域技术人员公知常识。
权利要求
1.一种制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，包括炉体(4)和配电柜(5)，其特征在于还包括控制柜(I)、真空系统(2)和冷却系统(3)，其中，控制柜(I)通过真空系统(2)、冷却系统(3)、炉体(4)内部的传感器对整个装置进行控制、报警及记录数据；真空系统(2)与炉体(4)相连接，用于对炉体(4)进行抽真空操作；冷却系统(3)与炉体(4)及真空系统(2)相连接，用于对炉体(4)及真空系统(2)进行冷却处理；配电柜(5)为整个装置提供动カ电源。
2.根据权利要求I所述的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，其特征在于所述控制柜(I)包括PLC可编程逻辑控制器和PC机；其中，通过PC机设定真空度、温度、气压、时间參数，并通过真空系统(2)、冷却系统(3)、炉体(4)内部的传感器监测參数数值；PLC可编程逻辑控制器与真空系统(2)、冷却系统(3)及炉体(4)通过数据线相连接，向其提供相关控制指令。
3.根据权利要求2所述的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，其特征在于所述PLC可编程逻辑控制器型号为Mitsubishi FX3U-64M型。
4.根据权利要求2所述的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，其特征在于所述控制柜(I)还包括报警组件，当所述PC机监测数据超过工作人员设定的安全范围吋，报警组件进行报警。
5.根据权利要求4所述的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，其特征在于所述报警组件为声光信号报警设备。
6.根据权利要求2所述的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，其特征在于所述真空系统(2)与炉体(4)通过不锈钢管路相连接，其根据所述控制柜(I)中PLC可编程逻辑控制器发布的控制指令对炉体(4)进行抽真空操作；所述不锈钢管路设有真空传感器，其监测数据通过数据线传输至控制柜(I)中PC机。
7.根据权利要求2所述的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，其特征在于所述冷却系统(3)通过管路与炉体(4)和真空系统(2)相连接，其设有水压传感器，监测数据通过数据线传输至控制柜(I)中PC机。
8.根据权利要求2所述的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，其特征在于所述炉体(4)包括炉壳、电极、加热体、热电偶和通风管路；炉壳为设有上盖的双层水冷结构壳体，其上部设有通风管路；加热体由石墨材料制成，其整体形状为上部开敞、下部密封的圆柱形壳体，其侧壁呈阶梯状，其外部设有石墨硬毡保温层，加热体放置于炉壳内部；カロ热体内部设有坩埚；电极安装于炉壳下部，其位于炉壳内部的部分为石墨材料，与所述加热体相连接，其位于炉壳外部的部分为金属材料，与配电柜(5)相连接；热电偶用于测量炉体内温度，其监测数据通过数据线传输至控制柜(I)中PC机。
9.根据权利要求8所述的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，其特征在于分别在炉壳的上部、中部、下部各设有ー个热电偶。
10.根据权利要求I或2所述的制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置，其特征在于所述配电柜(5 )通过电缆为装置所有部件提供动カ电源。
全文摘要
本发明属于光学材料制备技术领域，具体涉及一种制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料的装置。本发明的装置包括炉体、配电柜、控制柜、真空系统和冷却系统，控制柜通过真空系统、冷却系统、炉体内部的传感器进行控制、报警及记录数据；真空系统与炉体相连，用于对炉体进行抽真空操作；冷却系统与炉体及真空系统相连，用于对炉体及真空系统进行冷却处理；配电柜为装置提供动力电源。本发明解决了现有技术中采用化学气相沉积方法制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料中波红外波段光谱透过特性差、生产效率低的技术问题；采用真空条件下物理气相沉积原理制备硒化锌/硫化锌叠层多晶光学材料，产品中波红外波段光谱透过特性好，显著提高了生产效率。
文档编号C30B29/68GK102828237SQ20121017024
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月22日 优先权日2011年6月17日
发明者吴志新, 宗杰, 甘硕文, 赵晓龙, 林峰, 张弢, 加里宾.E.A, 古谢夫.P.E, 杰米坚科.A.A, 杜纳耶夫.A.A, 扎伊耶夫.U.H, 马卡罗夫.A.H, 米罗诺夫.I.A, 阿法纳西耶夫.B.A, 克鲁托夫.M.A 申请人:天津津航技术物理研究所