一种掺杂型石英玻璃管的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及石英玻璃领域，特别是涉及一种掺杂型石英玻璃管的制备方法。
【背景技术】
[0002]石英玻璃可以透过远紫外光谱，是最优质的透紫外材料，可透过可见光和近红外光谱。未掺杂的石英玻璃看起来很清晰，当光纤射向这种材料时，它可以通过几种不同的方式与石英玻璃进行相互作用。随着我国大功率激光器的建设，对于固体激光工作物质的栗浦光源一大功率脉冲氙灯提出了更高的要求。一方面希望增强氙灯管壁材料的机械性能和抗冲击强度，从而提高脉冲氙灯的负载能量和增加氙灯的寿命;另一方面要求管壁材料能够改善氙灯的辐射光谱，使其与工作物质更好地匹配，同时避免激光工作物质(钕玻璃)因氙灯辐射而产生色心等内部缺陷，降低钕玻璃的使用寿命。
[0003]目前，国际上使用掺铈石英玻璃管作为大功率脉冲氙灯的管壁材料，但是由于杂质的掺入，掺铈石英玻璃的机械强度和抗冲击强度大大降低了，不能满足大功率脉冲氙灯对管壁材料高的机械性能和抗冲击强度的要求。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题是提供一种掺杂型石英玻璃管的制备方法，能够满足大功率脉冲氙灯管壁的要求，并改善机械性能不足的缺陷。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种掺杂型石英玻璃管的制备方法，包括如下步骤:
(1)小量精混:取一定重量比的高纯石英原料和掺杂石英原料置于强力混合机内高速搅拌混合均匀；
(2)批量混合:向步骤(1)中的精混物料中加入占所述精混物料10?15倍重量份的高纯石英原料，高速搅拌混合均勾;
(3)熔制成砣料:将步骤(1)中得到的混合物置入电容连熔炉内，在一定条件下熔制成掺杂型石英玻璃砣料；
(4)退火处理:将步骤(3)中得到的掺杂型石英玻璃砣料迅速转移至退火箱中，在一定降温速率下降温至230?280°C，然后在空气中自然冷却至常温；
(5)机械冷加工去除石英玻璃砣料的余料；
(6)拉管成型:利用中频炉拉管机将步骤(5)中去除余料后的掺杂型石英玻璃砣料拉成石英玻璃管。
[0006]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(1)中，所述高纯石英原料和掺杂石英原料的混合重量比为1?2:1。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，所述掺杂石英原料为重量比为1:1的Ce02和Ti02。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(1)和步骤(2)中，所述搅拌速率为1500?2000r/mino
[0009]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(3)中，所述熔制条件为:氮气气氛、温度1700?)中得到的掺杂型石英玻璃砣料迅速转移至退火箱中，在一定降温速率下降温至230?280°C，然后在空气中自然冷却至常温；
(5)机械冷加工去除石英玻璃砣料的余料；
(6)拉管成型:利用中频炉拉管机将步骤(5)中去除余料后的掺杂型石英玻璃砣料拉成石英玻璃管。
[0010]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(1)中，所述高纯石英原料和掺杂石英原料的混合重量比为1?2:1。
[0011]在本发明一个较佳实施例中，所述掺杂石英原料为重量比为1:1的Ce02和Ti02。
[0012]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(1)和步骤(2)中，所述搅拌速率为1500?2000r/mino
[0013]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(3)中，所述熔制条件为:氮气气氛、温度1700?)中得到的掺杂型石英玻璃砣料迅速转移至退火箱中，在一定降温速率下降温至230?280°C，然后在空气中自然冷却至常温；
(5)机械冷加工去除石英玻璃砣料的余料；
(6)拉管成型:利用中频炉拉管机将步骤(5)中去除余料后的掺杂型石英玻璃砣料拉成石英玻璃管。
[0014]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(1)中，所述高纯石英原料和掺杂石英原料的混合重量比为1?2:1。
[0015]在本发明一个较佳实施例中，所述掺杂石英原料为重量比为1:1的Ce02和Ti02。
[0016]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(1)和步骤(2)中，所述搅拌速率为1500?2000r/mino
[0017]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(3)中，所述熔制条件为:氮气气氛、温度1700 ?和 Ti02;
(2)批量混合:向步骤(1)中的精混物料中加入占所述精混物料10?15倍重量份的高纯石英原料，以2000r/min的转速高速搅拌混合均勾；
(3)熔制成砣料:将步骤(1)中得到的混合物置入电容连熔炉内，在氮气气氛下以1800°C的温度熔制2天，熔制成掺杂型石英玻璃砣料；
(4)退火处理:将步骤(3)中得到的掺杂型石英玻璃砣料迅速转移至退火箱中，以8°C/min的降温速率降温至230°C，然后在空气中自然冷却至常温；
(5)机械冷加工去除石英玻璃砣料的余料；
(6)拉管成型:利用中频炉拉管机将步骤(5)中去除余料后的掺杂型石英玻璃砣料拉成石英玻璃管。
[0018]上述方法制备的掺杂型石英玻璃管经检测，其内杂质元素含量低于0.5%，其机械强度和冲击韧性与高纯石英玻璃的相关性能在误差允许的范围内相同。
[0019]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种掺杂型石英玻璃管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)小量精混:取一定重量比的高纯石英原料和掺杂石英原料置于强力混合机内高速搅拌混合均匀； (2 )批量混合:向步骤(1)中的精混物料中加入占所述精混物料10?15倍重量份的高纯石英原料，高速搅拌混合均勾; (3)熔制成砣料:将步骤(1)中得到的混合物置入电容连熔炉内，在一定条件下熔制成掺杂型石英玻璃砣料； (4)退火处理:将步骤(3)中得到的掺杂型石英玻璃砣料迅速转移至退火箱中，在一定降温速率下降温至230?280°C，然后在空气中自然冷却至常温； (5)机械冷加工去除石英玻璃砣料的余料； (6)拉管成型:利用中频炉拉管机将步骤(5)中去除余料后的掺杂型石英玻璃砣料拉成石英玻璃管。2.根据权利要求1所述的掺杂型石英玻璃管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述高纯石英原料和掺杂石英原料的混合重量比为1?2: 1。3.根据权利要求1所述的掺杂型石英玻璃管的制备方法，其特征在于，所述掺杂石英原料为重量比为1: 1的Ce02和Ti02。4.根据权利要求1所述的掺杂型石英玻璃管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中，所述搅拌速率为1500?2000r/min。5.根据权利要求1所述的掺杂型石英玻璃管的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述熔制条件为:氮气气氛、温度1700?1800°C，时间2?3天。6.根据权利要求1所述的掺杂型石英玻璃管的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述降温速率为3?8°C/min。
【专利摘要】本发明公开了一种掺杂型石英玻璃管的制备方法，包括如下步骤：（1）小量精混；（2）批量混合；（3）熔制成砣料；（4）退火处理；（5）机械冷加工去除石英玻璃砣料的余料；（6）拉管成型。本发明一种掺杂型石英玻璃管的制备方法，操作简便，容易实现，本其制备的掺杂型石英玻璃除掺杂原料外，其他杂质含量较低，所得石英玻璃管的机械性能和抗冲击强度均较高纯石英玻璃保持相当，设计使用效果较好，满足大功率脉冲氙灯对管壁材料性能的要求。
【IPC分类】C03B20/00
【公开号】CN105439426
【申请号】CN201510878113
【发明人】沈建兴
【申请人】太仓市建兴石英玻璃厂
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月4日