[发明专利]一种硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法有效

专利信息
申请号: 201910916953.5 申请日: 2019-09-26
公开(公告)号: CN110698042B 公开(公告)日: 2022-02-11
发明(设计)人: 张培晴;林常规;戴世勋;王训四;吴至豪;宋宝安;张巍 申请(专利权)人: 宁波大学
主分类号: C03B11/08 分类号: C03B11/08;C03B11/12;C03B11/16
代理公司: 宁波奥圣专利代理有限公司 33226 代理人: 谢潇
地址: 315211 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 玻璃 透镜 热压 成型 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)准备一套热压成型装置,所述的热压成型装置包括真空腔、上推进装置、下推进装置、加热炉、上模仁和下模仁,所述的真空腔的侧壁上分别设置有出气口和用于引入惰性气体的进气口,所述的出气口处连接有真空泵,所述的加热炉设置在所述的真空腔内,所述的加热炉由一温度控制平台控温,所述的上推进装置和所述的下推进装置的推进速度可调,所述的上推进装置包括上推进电机,所述的上推进电机的输出端连接有上推进杆,所述的上推进杆的底端自上而下伸入所述的加热炉内,所述的下推进装置包括下推进电机,所述的下推进电机的输出端连接有下推进杆,所述的下推进杆的顶端自下而上伸入所述的加热炉内,所述的加热炉的内腔与所述的真空腔的内腔相通,所述的上模仁和所述的下模仁上下设置在所述的加热炉内,所述的上模仁固定在所述的上推进杆的底端,所述的下模仁固定在所述的下推进杆的顶端,所述的上模仁的底部开设有下部开口的上模腔,所述的上模腔包括以阵列形式排布的多个上子腔,所述的下模仁的顶部开设有上部开口的下模腔,所述的下模腔包括以阵列形式排布的多个下子腔,多个所述的上子腔与多个所述的下子腔上下一一对应,所述的上模仁和所述的下模仁上分别设置有导气孔,所述的上模仁与所述的下模仁合模后,所述的上模腔和所述的下模腔即围成多穴的模腔,所述的模腔与所述的导气孔相连通;所述的真空腔内安装有隔板,所述的隔板将所述的真空腔的内腔分隔为上腔和下腔,所述的加热炉安装在所述的上腔内,所述的下推进电机安装在所述的下腔内,所述的上推进电机安装在所述的真空腔的顶部并位于所述的上腔的外侧,所述的隔板上开设有通气孔,所述的下腔与所述的加热炉的内腔经所述的通气孔相连通,所述的出气口与所述的上腔相通,所述的进气口与所述的下腔相通;

(2)采用熔融淬冷法制备得到硫系玻璃块体,通过机械冷加工制备成预形体,利用无水酒精清洁预形体表面并烘干;

(3)在上模仁与下模仁分离状态下,将预形体放置于下模仁的顶部并使其正对下模腔的中部;

(4)通过真空泵对真空腔抽真空,当真空腔的真空度低于10-3 Pa时,经进气口向真空腔内引入惰性压缩气体,直至真空腔内的气压与外界大气压相同;

(5)打开温度控制平台,设定加热炉的温度,再启动加热炉,对上模仁、下模仁及预形体进行加热软化,加热温度T1比硫系玻璃的软化温度Ts高5~10 ℃,在T1温度下保温80~100s;

(6)设定好上推进装置和下推进装置的推进速度,启动上推进电机,通过上推进杆带动上模仁匀速缓慢下降,待上模仁与下模仁合模后,软化的硫系玻璃填充至模腔内,在T1温度下保温模压100~150 s;

(7)使加热炉自然缓慢降温至温度T2,T2满足:TgT2Ts,其中Tg为硫系玻璃的玻璃转变温度,Ts为硫系玻璃的软化温度,在温度T2保温80~100 s,使模腔内的硫系玻璃定形;

(8)经进气口再次向真空腔内引入惰性压缩气体,对加热炉进行风冷降温,使加热炉内温度降至100 ℃以下,得到硫系玻璃微透镜半成品;

(9)再次启动上推进电机和下推进电机,使上模仁和下模仁匀速缓慢分离,取出成形的硫系玻璃微透镜半成品,放入退火炉以T3的退火温度退火3~6 h,其中T3比硫系玻璃的玻璃转变温度Tg低10 ℃;

(10)将退火后的硫系玻璃微透镜半成品取出,切割得到多片硫系玻璃微透镜。

2.根据权利要求1所述的一种硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法,其特征在于,每个所述的上子腔和每个所述的下子腔均为半球形或非球面形,每个所述的上子腔和每个所述的下子腔的直径为2~5 mm。

3.根据权利要求1所述的一种硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法,其特征在于,所述的预形体的形状为球状或圆片状。

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