专利名称：大口径激光石英棒及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种石英玻璃的制备技术，特别是一种320mm以上大口径激光石英棒。本发明还涉及该石英棒的一种制备方法。
背景技术：
激光石英玻璃具有特定的光学性质和高度的光学稳定性等特点，市场需求量大， 适用于工业、民用、航空等领域。目前市场上只有2mnTl2mm的镀膜激光石英棒，受口径小的的限制，在很大程度上镀膜磨损直接影响使用效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种不用镀膜，具有优良的光学均勻性、高度透明、无核心、无散射、无错位的320mm以上大口径激光石英棒。本发明还提供了该石英棒的一种制备方法。本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种大口径激光石英棒，其特点是以高纯石英砂为基本重量份原料，配以2. 19Γ3. 8%重量份的微量元素添加剂，
其中微量元素添加剂是由以下重量配比的原料组成 氧化钇IO3 0. 3 0. 5 氧化铒Er2 O3 0. Γθ. 3 氧化钕 Nd2O3 0.4、. 6 碳酸钾 K2CO3 0.2、. 4 α-氧化铝 Q-Al2O3 0.1 0.3。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，微量元素添加剂的重量份为高纯石英砂的2. 99Γ3. 3%。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. 998%，杂质含量低于3ppm，4(Tl50目的高纯石英砂。本发明另一个要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，上述大口径激光石英棒的制备方法，其特点是
将微量元素添加剂中的碳酸钾K2CO3、α-氧化铝α-Al2O3按比例称量后，加水溶解， 制成水溶液；
将微量元素添加剂中的氧化钇IO3、氧化铒Er2 O3、氧化钕Nd2O3按比例称量后，加入酸使之溶解，制成酸性溶液；
将上述两种溶液掺入高纯石英砂充分混合后，进入烤砂机加温至1200°C 1300°C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，所述的酸为盐酸，其质量百分比浓度为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，连熔炉内温度在1900°C 2300°C的条件下，熔炼5飞小时后，进行拉制成型。
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本发明与现有技术相比，采用整棒体掺杂制备工艺拉制的大口径激光石英棒，口径可达320mm，不用镀膜，具有优良的光学均勻性、高度透明、无核心、无散射、无错位。透过率99. 8%，光洁度> 60 40，激光波长1 . 06 μ m，掺杂浓度误差士 0. 0 5%。
具体实施例方式一种320mm以上大口径激光石英棒，以高纯石英砂为基本重量份原料，配以 2. 19Γ3. 8%重量份的微量元素添加剂，
微量元素添加剂的最佳重量份为石英砂的2. 99Γ3. 3%，
采用SW2含量大于99. 998%，杂质含量低于3ppm，4(Tl50目的高纯石英砂。SW2含量为质量百分比，杂质含量也是指质量比。PPm表示固体中含量时，专指质量比或重量比。其中微量元素添加剂是由以下重量配比的原料组成 氧化钇IO3 0. 3 0. 5 氧化铒Er2 O3 0. Γθ. 3 氧化钕 Nd2O3 0.4、. 6 碳酸钾 K2CO3 0.2、. 4
α-氧化铝 Q-Al2O3 0.1 0.3。上述大口径激光石英棒的制备方法，
将微量元素添加剂中的碳酸钾K2CO3、α-氧化铝α-Al2O3按比例称量后，加水溶解， 制成水溶液；
将微量元素添加剂中的氧化钇IO3、氧化铒Er2 O3、氧化钕Nd2O3按比例称量后，加入酸使之溶解，制成酸性溶液；
将上述两种溶液掺入高纯石英砂充分混合后，进入烤砂机加温至1200°C 1300°C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。所述的酸为盐酸，其质量百分比浓度为369Γ38%。连熔炉内温度在1900°C 2300°C的条件下，熔炼5飞小时后，进行拉制成型。
权利要求
1.一种大口径激光石英棒，其特征在于以高纯石英砂为基本重量份原料，配以 2. 19Γ3. 8%重量份的微量元素添加剂，其中微量元素添加剂是由以下重量配比的原料组成氧化钇Y2O3 0. 3 0. 5 氧化铒Er2 O3 0. Γθ. 3氧化钕 Nd2O3 0.4、. 6 碳酸钾 K2CO3 0.2、. 4α-氧化铝 Q-Al2O3 0.1 0.3。
2.根据权利要求1所述的大口径激光石英棒，其特征在于微量元素添加剂的重量份为高纯石英砂的2. 99Γ3. 3%。
3.根据权利要求1所述的大口径激光石英棒，其特征在于采用SiO2含量大于 99. 998%，杂质含量低于3ppm，4(Tl50目的高纯石英砂。
4.权利要求1所述的大口径激光石英棒的制备方法，其特征在于将微量元素添加剂中的碳酸钾K2CO3、α-氧化铝α-Al2O3按比例称量后，加水溶解， 制成水溶液；将微量元素添加剂中的氧化钇IO3、氧化铒Er2 O3、氧化钕Nd2O3按比例称量后，加入酸使之溶解，制成酸性溶液；将上述两种溶液掺入高纯石英砂充分混合后，进入烤砂机加温至1200°C 1300°C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。
5.根据权利要求4所述的大口径激光石英棒的制备方法，其特征在于所述的酸为盐酸，其质量百分比浓度为36% 38%。
6.根据权利要求4所述的大口径激光石英棒的制备方法，其特征在于连熔炉内温度在1900°C 2300°C的条件下，熔炼5飞小时后，进行拉制成型。
全文摘要
一种320mm以上大口径激光石英棒，以高纯石英砂为基本重量份原料，配以2.9%~3.3%重量份的微量元素添加剂，其中微量元素添加剂是由以下原料组成氧化钇0.3~0.5、氧化铒0.1~0.3、氧化钕0.4~0.6、碳酸钾0.2~0.4、α-氧化铝0.1~0.3。采用整棒体掺杂制备工艺拉制的大口径激光石英棒，口径可达320mm，不用镀膜，具有优良的光学均匀性、高度透明、无核心、无散射、无错位。透过率99.8%，光洁度≥60~40，激光波长1.06μm，掺杂浓度误差±0.05%。
文档编号C03B20/00GK102424522SQ20111026920
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者张华 , 徐传龙 申请人:徐传龙