[发明专利]在普通实验室条件下熔制样品玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种制作样品玻璃的方法，特别提供了一种在普通实验室条件下熔制样品玻璃的方法，属于玻璃应用研发领域。

背景技术

在玻璃应用研发领域中，新品种玻璃形成大规模工业生产前，需要在实验室取得新品种玻璃样品，测试样品玻璃的各项性能指标，满足新品种玻璃设计需求。因此，熔制成分均匀、无污染、无可视气泡、无炸裂的样品玻璃是不可缺少的先决条件。

通常，在实验室条件下熔制样品玻璃的过程为：按照设计开发的玻璃成分正确配比原料，将配比好的原料加入坩埚中，在可以自动实现温度控制的高温电炉中进行熔解，将熔融的玻璃液在平板模具上摊平成型，将模具与样品玻璃一同在退火电炉中退火到常温，取得样品玻璃。以此方法制作的样品玻璃，往往不能满足性能测试的需要，玻璃品质较差，存在以下玻璃品质问题：

1、样品玻璃各部位化学成分不均匀，性能测试数据不一致，不能提供合理的参考数据。

2、熔融玻璃液在模具中成型时，易出现玻璃炸裂、玻璃表面污染情况。

3、在熔融玻璃液向模具倾注时，铂金坩埚壁吸附的气泡容易进入样品玻璃，造成样品玻璃出现可视大气泡，影响样品玻璃性能测试。

4、模具与热态的样品玻璃一同退火时，容易出现样品玻璃退火不均，出现炸裂现象，不能取得合适的样品玻璃。

此方法取得的样品玻璃品质较差，样品玻璃品质不稳定，研发工作费时费力、效率低，制约样品玻璃应用研发的进度。

发明内容

本发明就是针对现有方法取得样品玻璃存在上述玻璃品质缺陷和不足，通过设计改进、优化工艺，提供一种在普通实验室条件下熔制样品玻璃的方法。

本发明解决上述问题所采用的熔制方法如下：一种在普通实验室条件下熔制样品玻璃的方法，该方法包括玻璃原料的熔解、熔融玻璃液的成型、样品玻璃的退火三个方面，其中熔融玻璃液的成型工艺中，在玻璃液浇铸前，将模具预热到400～600℃；在玻璃液浇铸时，将坩埚从电炉中取出， 在自然环境下冷却5～15秒后，进行玻璃液浇铸。

玻璃原料的熔解工艺中，将设计配比好的玻璃原料放入熔样坩埚，在可自动实现温度控制的高温电炉进行熔解，在熔解最高温度下进行一次或多次搅拌，搅拌间隔时间为10～60分钟。

坩埚材质为石墨、刚玉、铂金材料之一或组合。

熔融玻璃液的成型工艺中，浇铸模具由耐高温抗氧化材料制成，包括一个底模和四个挡块，四个挡块可以移动组合为不同规格的长方体浇铸空间。

样品玻璃的退火工艺中，当模具中熔融玻璃液成型时，移除模具挡块，取出玻璃样品，放入退火电炉进行退火。

本发明与现有方法相比，具有以下的优点和效果：1、在样品玻璃熔制过程中进行搅拌，可以改善样品玻璃各部分不均性，样品玻璃化学成分均匀性在控制范围内。2、浇铸模具使用耐高温抗氧化材料，模具浇铸前进行适当的预热，可以避免预热温度过高模具表面氧化，污染样品玻璃，也避免预热温度不足，在浇铸成型时，模具影响样品玻璃外部与内部的温差，导致玻璃炸裂。3、模具采用一个底模和四个挡块结构，可以方便取得预定规格的样品玻璃。4、熔融玻璃液浇铸时，在空气中冷却少许时间，可以使坩埚内壁吸附气泡的玻璃形成滞留层，阻止气泡进入样品玻璃。5、样品玻璃热态脱模，单独退火，避免模具引起样品玻璃外部与内部的温差，造成玻璃炸裂。

附图说明

图1是浇铸模具结构示意图。

具体实施方式：

将精密称量配比好的玻璃原料加入刚玉坩埚，将坩埚放入可以自动实现温度控制的高温电炉中熔解，高温电炉以适当的升温速度升至熔解最高温度1450℃，在1450℃保温3小时，在保温阶段对熔融玻璃液进行快速搅拌，以实现玻璃成分的均匀，搅拌次数为3次，间隔为40分钟。将模具预热到500℃，浇铸时取出预热模具（参见图1，标号1为底模，2为挡块），将盛有熔融玻璃液的坩埚取出，在自然环境下冷却5～8秒后，进行玻璃液浇铸，并观察坩埚倾注时，玻璃液的气泡情况，无可视气泡。当模具中熔融玻璃液成型时，移除模具四面挡块，将样品玻璃从模具底模移入退火炉内，以较低的降温速度进行退火，直至室温。取出退火后的样品玻璃观察，无表面污染、无可视气泡、无炸裂，从不同部位取玻璃样品，分别测试样品成分在合理控制范围内，满足样品玻璃性能测试需求。