高光学均匀性硫系玻璃的制备装置的制作方法

本实用新型涉及一种玻璃的制备装置，特别是涉及一种用于硫系玻璃提纯及均化的高均匀性硫系玻璃的生产装置。

背景技术：

高性能透红外硫系玻璃材料的开发和应用长期以来在很大程度上受到杂质对透过性能影响及玻璃光学均匀性的制约。硫系玻璃的红外透过性能对杂质，尤其对氧、碳和氢的存在非常敏感，不但会在硫系玻璃的红外透过波长范围内产生一系列不同程度的吸收，而且不溶于玻璃熔体的杂质在玻璃体内形成不均匀的夹杂物，这些夹杂物不但会引起散射损耗，而且会导致玻璃的光学均匀性降低。另外，硫系玻璃通常是通过摇摆炉机械摇摆对原料进行混合均化的方式进行生产，但此方法很难制备出高光学均匀性(Δn≤1×10⁴)的红外玻璃。研究发现在气氛保护条件下通过机械搅拌的方法可提高玻璃的均匀性，但这种方法熔制设备复杂，且可能造成原料组分的挥发，从而引起材料的组分及光学常数及物理性能发生变化。因此，要制备高透过率高光学均匀性的硫系玻璃必须消除硫系玻璃中存在的微量杂质，并且需要改进硫系红外玻璃的熔炼装置，以提高玻璃的光学均匀性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够对硫系红外玻璃提纯且能够提高玻璃均匀性的玻璃制备装置。

本实用新型解决技术问题的方案是：高光学均匀性硫系玻璃的制备装置，包括蒸馏管和冷凝管，在所述蒸馏管主体的顶端设置有第一装料管，在所述冷凝管主体的顶端设置有第二装料管，在所述第一装料管上设置有与所述第一装料管中心轴线垂直的第一通道管，在所述第二装料管上设置有与所述第二装料管中心轴线垂直的第二通道管，且所述第一装料管与第一通道管内部连通，所述第二装料管与第二通道管内部连通，所述第一通道管和第二通道管装配连接。

进一步的，在所述冷凝管主体内的上端设置有挡板，所述挡板上设置有开孔。

进一步的，在所述冷凝管主体内的上端设置有挡板，所述挡板采用石英柱焊接成“十字形”、“米字形”、“井字形”网状结构。

进一步的，所述挡板设置在所述冷凝管主体1/2以上的位置。

进一步的，在所述第一通道管或第二通道管内设置有多孔石英。

进一步的，在所述第一通道管或第二通道管内设置有固定所述多孔石英的收径卡口。

进一步的，所述第一装料管和第二装料管的直径分别小于或等于所述蒸馏管和冷凝管主体的直径。

进一步的，所述第一通道管外径略小于第二通道管内径，或所述第二通道管外径略小于第一通道管内径。

进一步的，所述蒸馏管、冷凝管、第一通道管、第二通道管采用纯度在99.9％以上的高纯石英材料制成。

进一步的，所述蒸馏管的主体与第一装料管为一体结构，所述冷凝管的主体与第二装料管为一体结构。

本实用新型的有益效果是：装置的各部件都是独立部件，方便加工制作和运输，在使用时只需要根据使用需求将各部件焊接即可，操作方便；玻璃原料经过提纯后，可直接进行熔炼，提纯后的原料不会接触空气，因此不会再次被氧化，提高了熔炼效率；在摇摆熔炼的过程中，由于本装置中的多孔石英的隔离而使得杂质无法穿过，保证了原料的洁净度；玻璃液在穿过冷凝管内的挡板时，对玻璃液起到“搅拌”作用，提高了玻璃液的均匀性。本实用新型的装置特别适用于高光学均匀性硫系玻璃的制备。

附图说明

图1是本实用新型装置的蒸馏管的结构示意图。

图2是本实用新型装置的冷凝管的结构示意图。

图3是本实用新型装置的多孔石英的结构示意图。

图4是本实用新型装置的挡板的结构示意图。

图5是本实用新型装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1-5所示，本实用新型的高光学均匀性硫系红外玻璃制备装置包括蒸馏管1和冷凝管2，提纯前的原料装料于蒸馏管1中，提纯后的原料凝结在冷凝管2中，蒸馏管1和冷凝管2的直径及高度由所需制备产品的规格决定。

在上述蒸馏管1主体的顶端设置有第一装料管3，在冷凝管2主体的顶端设置有第二装料管4，第一装料管3和第二装料管4的直径分别小于或等于蒸馏管1和冷凝管2主体的直径，第二装料管4可以是开口或封闭结构，根据提纯的原料而定。上述蒸馏管1的主体与第一装料管3最好为一体结构，冷凝管2的主体与第二装料管4最好为一体结构。

在上述第一装料管3上设置有与第一装料管3中心轴线垂直的第一通道管5，在第二装料管4上设置有与第二装料管4中心轴线垂直的第二通道管6，且第一装料管3与第一通道管5内部连通，第二装料管4与第二通道管6内部连通，第一通道管5和第二通道管6装配连接，如图5所示，为了便于装配衔接，第一通道管5外径略小于第二通道管6内径，或者第二通道管6外径略小于第一通道管5内径。

在上述第一通道管5或第二通道管6内设置有一个多孔石英8，多孔石英8的外径略小于第一通道管5或第二通道管6的内径，且在多孔石英8附近设置有一个收径卡口7，收径卡口7的内径小于多孔石英8的外径，收径卡口7的作用是在对第一通道管5和第二通道管6焊接前，对多孔石英8进行定位，避免多孔石英8在通道管内滑动。图1中显示多孔石英8设置在第一通道管5内。

在上述冷凝管2主体内的上端设置有一个挡板9，挡板9最好设置在冷凝管2主体1/2以上的位置。挡板9上设置有一些开孔10，所述开孔10可以是圆孔、方孔或其它形状的开孔；挡板9也可以采用石英柱焊接成“十字形”、“米字形”、“井字形”等网状结构。挡板9具有一定的厚度，能够承受一定强度的玻璃液的冲击。

上述蒸馏管1、冷凝管2、第一通道管5、第二通道管6、多孔石英8一般采用圆柱形，且都采用纯度在99.9％以上的高纯石英材料制成。

工作时，将第一通道管5、第二通道管6、多孔石英8装配连接，并采用氢氧焰焊接为一个整体；在蒸馏管1中装入待提纯原料和除杂试剂，在冷凝管2中装入其它无法直接蒸馏的原料；然后将蒸馏管1与冷凝管2上端的第一装料管3和第二装料管4分别进行熔封，并在最后一端装料管熔封前进行抽真空，降低石英瓶内的氧含量；最后将熔封完成的本实用新型的高光学均匀性硫系红外玻璃制备装置装入提纯摇摆炉中进行提纯和熔炼工作。

本实用新型制备高均匀性硫系红外玻璃的原理是：在一定温度下，蒸馏管1内的待提纯原料与除杂试剂反应，夺取部分被氧化原料中的氧或其他氧化性较强的离子，形成熔点较高的化合物；继续升高蒸馏管1的温度，使蒸馏管1的温度高于冷凝管2的温度，从而导致蒸馏管1与冷凝管2产生一定的蒸汽压差，利用硫系玻璃原料相对于杂质有较低的熔沸点温度、易于蒸发的特点，使经过提纯的高纯原料蒸馏到冷凝管2内，氧化物及其他杂质由于熔沸点温度较高无法蒸馏而留在蒸馏管1内；在摇摆熔炼的过程中，氧化物及杂质由于是固体颗粒无法穿过多孔石英8，因而保证了提纯原料的纯度；冷凝管2中的玻璃液在摇摆炉的作用下，来回穿过冷凝管2内挡板9上的开孔10或网状结构时，可对玻璃液不断地起到“搅拌”的作用，从而使原料能够混合均匀并得到充分反应。

本实用新型通过对原料的提纯，消除杂质产生不均匀并提高了玻璃的透过率，且在熔炼过程中增加“搅拌”的方式以提高玻璃液的均匀性，最终获得了具有高光学均匀性的硫系玻璃。