本发明涉及二氧化硅制备,具体为一种高纯度光学镀膜二氧化硅及其制备方法。
背景技术:
1、二氧化硅,是一种无机化合物,化学式为sio2,硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅,短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅,二氧化硅晶体中,硅原子位于正四面体的中心,四个氧原子位于正四面体的四个顶角上,许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连,每个氧原子为两个四面体共有,即每个氧原子与两个硅原子相结合,二氧化硅的最简式是sio2,但sio2不代表一个简单分子(仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比)。纯净的天然二氧化硅晶体,是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体,常用于制造光学仪器等,二氧化硅用于光学镀膜,制造平板玻璃,玻璃制品,铸造砂,玻璃纤维,陶瓷彩釉,防锈用喷砂,过滤用砂,熔剂,耐火材料以及制造轻量气泡混凝土。可用以制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品,是制造光导纤维的重要原料。橡胶合成补强材料、合成树脂填料、油墨(喷墨打印机)、油漆增稠剂,消光剂、饲料添加剂、石英玻璃、制作玻璃胶,但是用于光学镀膜的二氧化硅的纯度要求较高,需要对二氧化硅原料进行高纯度提取处理。
2、然而,现有的高纯度光学镀膜二氧化硅的提纯制备方式存在以下的问题:现有技术中所制备的二氧化硅在用于光学镀膜时,由于其内部孔径较大,而且内部结构分布不均匀,导致所得产品致密性不好,而且影响镀膜的折射率和透光率,从而影响光学镀膜的良品率。为此,需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高纯度光学镀膜二氧化硅及其制备方法,解决了现有技术中所制备的二氧化硅在用于光学镀膜时,由于其内部孔径较大,而且内部结构分布不均匀,导致所得产品致密性不好,而且影响镀膜的折射率和透光率,从而影响光学镀膜的良品率,本方案所设计的光学镀膜二氧化硅的制备方法,可以有效的提高光学镀膜成品的折射率和透光率,以保证光学镀膜成品的良品率,这一技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高纯度光学镀膜二氧化硅的制备方法,具体制备步骤如下:
3、s1:二氧化硅原料机械破碎处理;
4、s2:二氧化硅分离反应提取处理;
5、s3:二氧化硅沉淀物烧结处理;
6、s4:二氧化硅旋转式清洗处理;
7、s5:二氧化硅粉末干燥处理;
8、s6:二氧化硅粉末提纯处理;
9、s7:二氧化硅微粉研磨细化处理;
10、通过上述七个步骤可以达到对二氧化硅依次原料机械破碎、分离反应提取、沉淀物烧结、旋转式清洗、粉末干燥、粉末提纯和微粉研磨细化,从而提高二氧化硅的高纯度以及二氧化硅的细密度。
11、作为本发明的一种优选方式,s1:二氧化硅原料机械破碎处理,将二氧化硅原料石英石导入到破碎机内进行破碎处理,并通过研磨机构将石英砂研磨呈石英砂,将石英砂研磨呈直径为2mm-5mm的石英颗粒备用。
12、作为本发明的一种优选方式,s2:二氧化硅分离反应提取处理,含有石英砂、水、结构导向剂、碱或酸按一定的比例混合均匀,投入耐压反应釜内密封,然后升温至150℃-250℃,恒温5h-12h,反应结束后,将反应釜迅速冷却,反应产物用水或稀酸洗涤至ph为8-11,烘干得到二氧化硅原粉。
13、作为本发明的一种优选方式,s3:二氧化硅沉淀物烧结处理,将二氧化硅原粉导入至加热容器内,在800℃-1450℃的温度进行烧结,利用热等离子体的球化工序,在以预定的流量导入氩气并以预定的高频输出功率产生等离子体的等离子体炬内,以预定的供给速度投入烧结工序得到的二氧化硅粉末,在从2000℃至二氧化硅的沸点的温度加热并熔融。
14、作为本发明的一种优选方式,s4:二氧化硅旋转式清洗处理,将二氧化硅粉末导入至清洗容器内,去除附着于球化二氧化硅粉末表面上的微粉并备用。
15、作为本发明的一种优选方式,s5:二氧化硅粉末干燥处理,将二氧化硅微粉导入至管式炉中焙烧活化处理。
16、作为本发明的一种优选方式,s6:二氧化硅粉末提纯处理,将干燥后的二氧化硅微粉和hcl气体在反应器中混合成沸点比较低的三氯化硅,并采用化学反应方程式为si+3hcl=sihcl3+h2进行提纯,然后再蒸馏再在高温下提纯,除去氢气,得到高纯度的二氧化硅微粉。
17、作为本发明的一种优选方式,s7:二氧化硅微粉研磨细化处理,将提纯后的二氧化硅微粉置于高精密研磨容器内,通过反复研磨的方式将二氧化硅研磨至直径在0.3mm-0.6mm的粉末。
18、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
19、1.本方案设计了一种高纯度光学镀膜二氧化硅的制备方法,通过机械破碎、分离反应提取、沉淀物烧结、旋转式清洗、粉末干燥、粉末提纯和微粉研磨细化,上述七个步骤可以达到对二氧化硅提纯以及二氧化硅的细密度提高,其中在二氧化硅沉淀物烧结处理的过程中,利用热等离子体的球化工序,在以预定的流量导入氩气并以预定的高频输出功率产生等离子体的等离子体炬内,以预定的供给速度投入烧结工序得到的二氧化硅粉末,这样产生的二氧化硅封膜可以大大提高二氧化硅的纯度,并且在后续采用粉末提纯处理,采用蒸馏以及高温下提纯,除去氢气,得到高纯度的二氧化硅微粉,此外采用反复研磨的方式可以提高二氧化硅微粉研磨细化,以保证二氧化硅镀膜的折射率和透光率。
20、2.本发明所设计的光学镀膜二氧化硅的制备方法,可以有效的提高光学镀膜成品的折射率和透光率,以保证光学镀膜成品的良品率。
1.一种高纯度光学镀膜二氧化硅的制备方法,其特征在于:具体制备步骤如下:
2.根据权利要求1所述的一种高纯度光学镀膜二氧化硅的制备方法,其特征在于:s1:二氧化硅原料机械破碎处理,将二氧化硅原料石英石导入到破碎机内进行破碎处理,并通过研磨机构将石英砂研磨呈石英砂,将石英砂研磨呈直径为2mm-5mm的石英颗粒备用。
3.根据权利要求1所述的一种高纯度光学镀膜二氧化硅的制备方法,其特征在于:s2:二氧化硅分离反应提取处理,含有石英砂、水、结构导向剂、碱或酸按一定的比例混合均匀,投入耐压反应釜内密封,然后升温至150℃-250℃,恒温5h-12h,反应结束后,将反应釜迅速冷却,反应产物用水或稀酸洗涤至ph为8-11,烘干得到二氧化硅原粉。
4.根据权利要求1所述的一种高纯度光学镀膜二氧化硅的制备方法,其特征在于:s3:二氧化硅沉淀物烧结处理,将二氧化硅原粉导入至加热容器内,在800℃-1450℃的温度进行烧结,利用热等离子体的球化工序,在以预定的流量导入氩气并以预定的高频输出功率产生等离子体的等离子体炬内,以预定的供给速度投入烧结工序得到的二氧化硅粉末,在从2000℃至二氧化硅的沸点的温度加热并熔融。
5.根据权利要求1所述的一种高纯度光学镀膜二氧化硅及其制备方法,其特征在于:s4:二氧化硅旋转式清洗处理,将二氧化硅粉末导入至清洗容器内,去除附着于球化二氧化硅粉末表面上的微粉并备用。
6.根据权利要求1所述的一种高纯度光学镀膜二氧化硅的制备方法,其特征在于:s5:二氧化硅粉末干燥处理,将二氧化硅微粉导入至管式炉中焙烧活化处理。
7.根据权利要求1所述的一种高纯度光学镀膜二氧化硅的制备方法,其特征在于:s6:二氧化硅粉末提纯处理,将干燥后的二氧化硅微粉和hcl气体在反应器中混合成沸点比较低的三氯化硅,并采用化学反应方程式为si+3hcl=sihcl3+h2进行提纯,然后再蒸馏再在高温下提纯,除去氢气,得到高纯度的二氧化硅微粉。
8.根据权利要求1所述的一种高纯度光学镀膜二氧化硅的制备方法,其特征在于:s7:二氧化硅微粉研磨细化处理,将提纯后的二氧化硅微粉置于高精密研磨容器内,通过反复研磨的方式将二氧化硅研磨至直径在0.3mm-0.6mm的粉末。