CN106242258A - 一种含钛类磷酸盐光学玻璃的消色处理方法 - Google Patents

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李建新
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Abstract

本发明提供了名称为一种含钛类磷酸盐光学玻璃消色处理方法。属于光学玻璃生产技术领域。它主要是提供一种对透光率极差的含钛类磷酸盐光学玻璃进行消色处理的方法。它的主要特征是：采用带有由热循环搅拌风扇和内部工装的热处理退火炉，空心轴内形成空气通道；消色处理步骤包括：⑴将光学玻璃进行均匀装炉；⑵保温温度为：Tg±5℃、保温时间为：80±20小时、慢速降温速率为：1℃／H～3℃／H、内部工装旋转速度为：0~10转／分，且在整个热处理过程中开启热循环搅拌风扇。空心轴不断向炉内送入冷空气使炉内氧浓度充足，保证其经过热处理后达到在440nm或更短波长下具有70℅透光率，在390nm或更短波长下具有5℅透光率，可见光透过率99℅以上。

Description

一种含钛类磷酸盐光学玻璃的消色处理方法
技术领域
本发明属于光学玻璃生产技术领域。具体涉及一种含钛类磷酸盐光学玻璃的消色处理方法。
背景技术
含钛类磷酸盐光学玻璃在经过熔炼、成型及快速退火后所获得的玻璃为深棕色或接近黑色，不透明，具有很差的透光性，影响玻璃内部质量的检验及后期的使用。该类高折射率高色散的磷酸盐光学玻璃组份中含有Ti。Ti在玻璃中以Ti3+或Ti4+的形式存在，其存在的形式或价态受基玻璃的组成、玻璃的熔制气氛、熔化温度以及冷却速度的影响。在硅酸盐玻璃中，一般以Ti4+状态存在，无色，但因Ti4+离子强烈吸收紫外线，吸收带进入可见光区紫蓝色部分使玻璃显棕黄色，因此我们看到的含钛类硅酸盐玻璃一般呈现棕黄色，其透光性能达到要求且不影响玻璃内部质量的检验及后期的使用。但在含钛类磷酸盐玻璃中，因其在熔炼成型快速冷却降温的过程中使玻璃内形成了氧空位，玻璃中的Ti部分以Ti3+的形式存在，且Ti3+与偏磷酸根形成了色心复合体，因此熔炼冷却后得到的是深棕色或接近黑色的玻璃。在500～520nm的波长下具有70℅的透光率，在380～385nm的波长下具有5℅的透光率。
发明内容
本发明就是针对上述问题而提供一种对经过熔炼、成型和快冷之后得到的透光率极差的含钛类磷酸盐光学玻璃而进行的一种消色处理的方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种含钛类磷酸盐光学玻璃的消色处理方法，采用带有由热循环搅拌风扇和内部工装的热处理退火炉；内部工装固定在热处理退火炉内底部的旋转台上；内部工装为圆形的层状结构支架；热循环搅拌风扇安装在穿过热处理退火炉的空心轴一端，空心轴另一端与电机连接；空心轴内形成空气通道；
消色处理方法包括以下步骤：
⑴将光学玻璃进行均匀装炉，要求将其均匀平铺在退火炉内的每层工装上；
⑵保温温度为：Tg±5℃、保温时间为：80±20小时、慢速降温速率为：1℃／H～3℃／H、内部工装(2)旋转速度为：0~10转／分；且在整个热处理过程中开启热循环搅拌风扇； Tg为待处理玻璃的常规保温温度；
⑶经过热处理后，光学玻璃在435～450nm的波长下具有70℅的透光率，在370～390nm的波长下具有5℅的透光率，可见光透过率99℅以上。
所述的空心轴（4）的内外径分别是￠40mm和￠60mm。
所述第⑴步骤中玻璃装入每层工装上的高度不超过工装上空间高度的1/2。
所述第⑵步骤中保温温度为：Tg±3℃、保温时间为：80±10小时、慢速降温速率为：1℃／H～2.5℃／H、内部工装（2）旋转速度为：0~10转／分。
本发明通过对经过熔炼、成型和快冷之后得到的透光率极差含钛类磷酸盐光学玻璃进行避光防紫外线照射处理以防止其因吸收紫外线造成吸收带进入可见光区紫蓝色部分从而使玻璃显棕色且透过率降低，尤其是在短波段（380～450nm）的透过率；选择温场均匀带有热循环搅拌风扇、内部工装及产品均可匀速旋转的热处理炉对该类光学玻璃进行热处理工序；选择合适的热处理工艺，包括保温温度（Tg±5℃）、保温时间（80小时±20小时）、慢速降温速率（1℃／H～3℃／H）以及在整个热处理的过程中对热处理炉内通入空气，即从热处理工艺上设法让氧气在足够高的温度和足够长的时间下进入玻璃，降低其氧空位浓度，使玻璃中原不稳定的Ti3+离子经过能量跃迁转为Ti4＋离子，解散Ti3+与偏磷酸根形成的色心复合体，从而保证其经过热处理后达到在440nm或更短的波长下具有70℅的透光率，在390nm或更短的波长下具有5℅的透光率。
本发明的有益效果是：通过对经过熔炼、成型和快冷之后得到的透光率极差的含钛类磷酸盐光学玻璃进行有效的消色处理之后，得到在440nm或更短的波长下具有70℅的透光率，在390nm或更短的波长下具有5℅的透光率，可见光透光率99℅以上。特别是在短波段（380～450nm）有更好的透过率。
附图说明
图1是温场均匀可通入空气的热处理退火炉示意图。
具体实施方式
本发明是针对含钛类磷酸盐光学玻璃而设计制作的一种在熔炼、成型和快冷之后得到的不透明深棕色或接近黑色透光率极差的光学玻璃的消色处理方法。
本发明一种含钛类磷酸盐光学玻璃的消色处理方法采用带有由热循环搅拌风扇1和内部工装2 的热处理退火炉；内部工装2固定在热处理退火炉内底部的旋转台上；内部工装2为包括层架3的圆形的层状结构支架；热循环搅拌风扇1安装在穿过热处理退火炉的空心轴4一端，空心轴4另一端与电机连接；空心轴4内形成空气通道，空心轴4的内外径分别是￠40mm和￠60mm。
本发明消色处理方法包括以下步骤：
⑴将光学玻璃进行均匀装炉，要求将其均匀平铺在退火炉内的每层工装上，玻璃装入每层工装上的高度不超过工装上空间高度的1/2，保证每层工装上的光学玻璃在退火炉内具有良好的热风循环效果；
⑵选择合适的热处理工艺，保温温度为：Tg±5℃、保温时间为：80±20小时、慢速降温速率为：1℃／H～3℃／H、内部工装2旋转速度为：0~10转／分；且在整个热处理过程中开启热循环搅拌风扇（1），使炉外的冷空气通过热循环搅拌风扇的空心轴4不断送入炉内保证热处理炉内的氧浓度充足； Tg为待处理玻璃的常规保温温度，手册上可查到；
⑶经过热处理后，光学玻璃达到在440nm或更短的波长下具有70℅的透光率，在390nm或更短的波长下具有5℅的透光率，可见光透过率99℅以上。
经过熔炼、成型和快冷之后得到的不透明深棕色或接近黑色透光率极差的含钛类磷酸盐光学玻璃必须对其进行避光防紫外线照射处理，可选用防紫外线专用布遮盖，以防止其因吸收紫外线造成吸收带进入可见光区紫蓝色部分使玻璃显棕色而降低其透过率。

Claims (4)

1.一种含钛类磷酸盐光学玻璃的消色处理方法，其特征在于：采用带有由热循环搅拌风扇（1）、和内部工装（2）和（3）的热处理退火炉；内部工装（2）固定在热处理退火炉内底部的旋转台上；内部工装（2）为圆形的层状结构支架；热循环搅拌风扇（1）安装在穿过热处理退火炉的空心轴（4）一端，空心轴（4）另一端与电机连接；空心轴（4）内形成空气通道；
消色处理方法包括以下步骤：
⑴将光学玻璃进行均匀装炉，要求将其均匀平铺在退火炉内的每层工装上；
⑵保温温度为：Tg±5℃、保温时间为：80±20小时、慢速降温速率为：1℃／H～3℃／H、内部工装（2）旋转速度为：0~10转／分；且在整个热处理过程中开启热循环搅拌风扇（1）； Tg为待处理玻璃的常规保温温度；
⑶经过热处理后，光学玻璃在435～450nm的波长下具有70℅的透光率，在370～390nm的波长下具有5℅的透光率，可见光透过率99℅以上。
2.根据权利要求1所述的一种含钛类磷酸盐光学玻璃的消色处理方法，其特征在于：所述的空心轴（4）的内外径分别是￠40mm和￠60mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种含钛类磷酸盐光学玻璃的消色处理方法，其特征在于：所述第⑴步骤中玻璃装入每层工装上的高度不超过工装上空间高度的1/2。
4.根据权利要求1或2所述的一种含钛类磷酸盐光学玻璃的消色处理方法，其特征在于：所述第⑵步骤中保温温度为：Tg±3℃、保温时间为：80±10小时、慢速降温速率为：1℃／H～2.5℃／H、内部工装（2）旋转速度为：0~10转／分。
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