一种复合搅拌器和玻璃的制备装置及玻璃的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学材料领域，具体涉及一种复合搅拌器和玻璃的制备装置及玻璃的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 硼硅酸盐玻璃是以Si〇2、B2〇3为主要组分的无机玻璃。硼硅酸盐玻璃中Si〇2和B 2O3 的含量较高，可达到75%-90%，碱金属或碱土金属氧化物的含量较低，同时含有少量的 Al2O3,可以确保玻璃具有良好的理化性能。然而由于其组分特点，硼硅酸盐玻璃的制备存在 熔化温度高、粘度大和硼挥发严重等问题，导致玻璃澄清和均化困难，气泡和条纹难以消 除，严重影响了玻璃的光学质量。目前，主要通过提高熔化温度、控制硼挥发和促进均化来 获得高质量的硼硅酸盐玻璃。提高硼硅酸盐玻璃的熔化温度主要采取电极加热，可将温度 升高到1700°C，然而熔化温度的升高导致耐火材料使用寿命降低。控制硼挥发主要通过改 进窑炉结构，采用池窑进行熔制;促进均化则是通过玻璃液在池窑中水平流动，实现在不同 功能空间的转移，以消除气泡和条纹，获得均质玻璃。池窑的制备方式产量大，日产最少为 2_3t，适合批量化生产，但是设备投资大、建设周期长，尤其是难以灵活地更换玻璃品种，无 法适用于小批量制备高光学质量的硼硅酸盐玻璃。
【发明内容】
[0003] 本申请实施例通过提供一种复合搅拌器和玻璃的制备装置及玻璃的制备方法，解 决了现有制备装置不易更换玻璃品种和无法小批量制备高光学质量的硼硅酸盐玻璃的问 题，实现了高光学质量的硼硅酸盐玻璃的小批量生产，操作简单，且生产成本低。
[0004] 为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
[0005] -方面，本申请提供了一种复合搅拌器，所述复合搅拌器放置于坩埚内，所述复合 搅拌器包括旋转轴和搅拌部;所述搅拌部由位于旋转轴上的从下至上的斜框式搅拌桨、斜 叶式搅拌桨和直框式搅拌桨组成。
[0006] 作为优选，所述搅拌器的材质为强化铂金。
[0007] 作为优选，所述旋转轴的上部设有激光测距仪，所述激光测距仪用于实时测量坩 埚内液面的高度。
[0008] 作为优选，所述旋转轴的上部还设有报警器，所述报警器与所述激光测距仪电连 接，所述报警器用于当激光测距仪测量的坩埚内液面的高度低于设定值时发出报警信号。
[0009] 另一方面，本申请提供了一种玻璃的制备装置，所述制备装置包括坩埚和上述的 复合搅拌器，所述复合搅拌器放置于坩埚内；所述坩埚的材质为强化铂金;所述坩埚的底部 设有漏料管。
[0010] 作为优选，所述漏料管的上部设有加热电极，所述加热电极用于对漏料管上部加 热。
[0011] 作为优选，所述加热电极的材质为纯Pt。
[0012] 另外，本申请还提供了一种玻璃的制备方法，所述方法采用上述的制备装置完成， 所述方法包括以下步骤：
[0013] (1)加热坩埚，将称取的玻璃原料混合后加入到坩埚内，使混合原料在坩埚内熔 化，得到玻璃液；
[0014] (2)采用复合搅拌器对玻璃液进行搅拌，实现玻璃液的澄清和均化；
[0015] (3)待玻璃液完全均化后，逐渐停止搅拌，进行漏料成形。
[0016] 作为优选，所述步骤(1)中，先加热坩埚使坩埚内的温度保持在1300-1400°c，将混 合原料加入到坩埚内并待混合原料在坩埚内完全熔化后，再将坩埚内的温度升高200-300 °C，静置后，得到所述玻璃液。
[0017] 作为优选，采用复合搅拌器对玻璃液进行搅拌时，根据斜叶式搅拌桨的桨叶方向 确定复合搅拌器的旋转方向，使玻璃液在i甘埚内向上翻转;所述搅拌的转速为50-100rpm， 搅拌时间为3_6h。
[0018] 作为优选，所述玻璃原料熔化和玻璃液均化的过程中，所述漏料管内的温度保持 在1300-1400°C，以使玻璃液在漏料管中凝固而不漏出，同时防止玻璃液在漏料管中发生晶 化。
[0019] 作为优选，所述步骤(3)中进行漏料成形时，坩埚内的表层玻璃液不进行漏料成 形。
[0020] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0021] 1.本申请提供的复合搅拌器将斜框式搅拌桨、斜叶式搅拌桨和直框式搅拌桨这三 种搅拌桨结合，在对坩埚中的玻璃液进行搅拌时，能通过斜框式搅拌桨对坩埚中翻转到底 部的玻璃液进行剪切，确保坩埚底部的玻璃液无条纹;能通过斜叶式搅拌桨使玻璃液向上 翻转，以达到澄清的目的；能通过直框式搅拌桨阻止玻璃液继续向上进行翻转，并阻止其与 表层玻璃液进行上下交换，确保表层玻璃液只进行水平运动;这三种搅拌桨相互配合，既可 有效地对硼硅酸盐玻璃液进行搅拌均化，又可控制硼硅酸盐玻璃液熔制过程中的硼挥发， 能实现高质量的硼硅酸盐玻璃的坩埚制备，从而能实现高质量的硼硅酸盐玻璃的小批量生 产，且易于更换玻璃品种。
[0022] 2.本申请提供的玻璃制备装置为单坩埚形式，易于更换玻璃品种，有利于小批量 制备高光学质量的硼硅酸盐玻璃，而且属于间歇式生产，操作简单，且生产投入小。
【附图说明】
[0023] 图1为本申请实施例的复合搅拌器的结构示意图；
[0024] 图2为本申请实施例的玻璃的制备装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明申请的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如 后。在下述说明中，不同的"一实施例"或"实施例"指的不一定是同一实施例。此外，一或多 个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0026] 如图1所示，本申请提供了一种复合搅拌器，该复合搅拌器放置于坩埚1内，该复合 搅拌器包括旋转轴21和搅拌部22;该搅拌部由位于旋转轴上的从下至上的斜框式搅拌桨、 斜叶式搅拌桨和直框式搅拌桨组成。该斜框式搅拌桨和斜叶式搅拌桨均与旋转轴呈一定角 度，直框式搅拌桨与旋转轴平行。上述复合搅拌器对坩埚中的玻璃液进行搅拌时，能通过斜 框式搅拌桨对坩埚中翻转到底部的玻璃液进行剪切，确保坩埚底部的玻璃液无条纹;能通 过斜叶式搅拌桨使玻璃液向上翻转，以达到澄清的目的；能通过直框式搅拌桨阻止玻璃液 继续向上进行翻转，并阻止其与表层玻璃液进行上下交换，确保表层玻璃液只进行水平运 动，直框式搅拌桨一方面能阻止中下层的玻璃液进入表层，控制中下层玻璃液的硼挥发，另 一方面能防止已经出现硼挥发的表层玻璃液进入中下层，而影响中下层玻璃液的组成。这 三种搅拌桨相互配合，既可有效地对硼硅酸盐玻璃液进行搅拌均化，又可控制硼硅酸盐玻 璃液熔制过程中的硼挥发，在坩埚中熔制硼硅酸盐玻璃时使用该复合搅拌器，能实现高质 量的硼硅酸盐玻璃的制备，从而能实现高质量的硼硅酸盐玻璃的小批量生产，且易于更换 玻璃品种。作为优选，上述斜框式搅拌桨的桨叶数为至少2个，斜叶式搅拌桨的桨叶数为至 少2个，直框式搅拌桨的桨叶数为至少2个，且各搅拌桨的浆叶在旋转轴的圆周上均匀分布， 能使玻璃液更容易澄清和均化。
[0027]作为上述实施例的优选，上