CN115094388A - 加热管镀膜方法及其制备得到的玫瑰金管及黄金管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加热管镀膜方法及其制备得到的玫瑰金管及黄金管，加热管镀膜方法包括如下步骤：提供石英玻璃管，SiO2含量为99.5％以上；分别进行抛光及清洗处理；上料至镀膜设备的镀膜料架上；在0.4‑0.6MPa的真空环境、125‑135摄氏度温度下，通入氧气和氩气，开启镀膜设备中的离子源对所述石英玻璃管表面进行轰击处理，氧气和氩气的通入量总量为20‑32cc；采用镀膜设备的电子枪对镀膜材料进行蒸发镀膜，在镀膜所述首层之前，采用电子枪对管壁加热160秒‑200秒。提高石英玻璃管表面对镀膜层的附着力，更好的吸附加热源离析出来的原子，进而使得镀膜层的首层结合较为紧密，进一步提高热效率。
Description
技术领域
本发明涉及加热管制备技术领域，特别是涉及一种加热管镀膜方法及其制备得到的玫瑰金管及黄金管。
背景技术
远红外加热管是采用了经特殊工艺加工的石英玻璃管、配用电阻合材料作为发热子，加热管可以吸收来自电热丝辐射的几乎全部的可见光和近红外光、且能使之转化为远红外辐射，因而具有较大应用场景。
加热管通常会在石英管外层采用镀膜工艺形成氧化层，以提高热效率。然而，目前的加热管的镀层工艺，容易存在下列问题：首先，膜层均一性相对较差，影响整体产品性能及品质，其次，目前的镀层，热效率相对较低，还有很大的改善空间。再者，采用传统镀层的加热管，使用时相对较为刺眼，长时间观看后容易造成眼睛模糊。
发明内容
基于此，有必要针对提供膜层均一性相对较好、能够提高热效率以及能够改善使用时刺眼问题的一种加热管镀膜方法及其制备得到的玫瑰金管及黄金管。
一种加热管镀膜方法，包括如下步骤：
提供石英玻璃管，其中所述石英玻璃管使用材质是SiO2含量为99.5％以上的透明石英玻璃管；
对所述石英玻璃管分别进行抛光及清洗处理；
将所述石英玻璃管上料至镀膜设备的镀膜料架上；
在0.4-0.6MPa的真空环境、125-135摄氏度温度下，通入氧气和氩气，开启镀膜设备中的离子源对所述石英玻璃管表面进行轰击处理，其中，氧气的重入量为10-20cc；氩气的通入量为10-30cc；且氧气和氩气的通入量总量为20-32cc；
采用镀膜设备的电子枪对镀膜材料进行蒸发镀膜，所述镀膜材料为二氧化硅和三氧化二铁，两者来回交替镀膜，在所述石英玻璃管表面形成镀膜层，其中，首层为二氧化硅镀膜层，且在镀膜所述首层之前，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热160秒-200秒。
在其中一个实施例中，所述石英玻璃管使用材质是SiO2含量为99.8％的透明石英玻璃管。
在其中一个实施例中，在镀膜所述首层之前，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热180秒。
在其中一个实施例中，所述电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热时，所述电子枪的速率为15A/s。
在其中一个实施例中，形成所述镀膜层的各二氧化硅镀膜层时的所述电子枪的速率为25A/s。
在其中一个实施例中，形成所述镀膜层的各三氧化二铁膜层时的所述电子枪的速率为5A/s。
在其中一个实施例中，在形成所述镀膜层之后，所述加热管镀膜方法还包括：
将形成所述镀膜层的所述石英玻璃管在所述镀膜设备中自放7min后，再开室门下料。
在其中一个实施例中，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热160秒-200秒时，仅通入氩气30cc，未通入氧气。
在其中一个实施例中，所述镀膜层的交替层数为8层-10层。
本申请还提供一种加热管，采用如上任一实施例中所述的加热管镀膜方法制备得到。
本申请还提供一种玫瑰金管，采用如上任一实施例中所述的加热管镀膜方法制备得到，其中，所述加热管为玫瑰金管，所述镀膜层的交替层数为10层。
本申请还提供一种黄金管，采用如上任一实施例中所述的加热管镀膜方法制备得到，其中，所述加热管为黄金管，所述镀膜层的交替层数为8层。
上述加热管镀膜方法，应用在用于作加热管的石英玻璃管上对其进行镀膜形成氧化层，首先对石英玻璃管进行抛光处理，去除表面杂质，弥补一些缺陷，比如说划痕或者是磨损的情形，提高石英玻璃管的透明度和折射率，以提高热效率，且使得膜层的镀层面相对较为均匀，进而使得镀膜层成型时相对较为均匀，提高了光学性能。通过在镀膜所述首层之前，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热160秒-200秒，提高石英玻璃管表面对镀膜层的附着力，更好的吸附加热源离析出来的原子，进而使得镀膜层的首层结合较为紧密，进一步提高热效率。通过选用所述镀膜材料为二氧化硅和三氧化二铁，两者来回交替镀膜，在所述石英玻璃管表面形成镀膜层屏蔽大量紫外光，将大部分紫外光转换为远红外线，使紫外线系没那么刺眼；而且结合在形成首层之前采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热，能够进一步提高热效率约3％左右，大幅提高热效率。此外，通过在镀膜中，在0.4-0.6MPa的真空环境、125-135摄氏度温度下，结合电子枪的速率为15-25A/s，能够提高镀膜效率，镀膜整体时间在60-70min即可完成，相较于传统工艺本申请减少了镀膜时间和镀膜温度，因而能够提高生产效率和减少能耗。
附图说明
图1为本发明一实施例的加热管镀膜方法的步骤图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
一实施例中，请参阅图1，一种加热管镀膜方法，包括如下步骤：
S100：提供石英玻璃管，其中所述石英玻璃管使用材质是SiO2含量为99.5％以上的透明石英玻璃管；
本实施例中，通过此采用石英玻璃管使用材质SiO2含量为99.5％以上的透明石英玻璃管；能够提高热效率。具体的，石英玻璃管使用材质SiO2含量为99.5％或者99.8％。优选的，石英玻璃管使用材质SiO2含量为99.8％。更优选的，石英玻璃管使用材质SiO2含量为99.8％以上。本实施例中，通过选用SiO2含量为99.8％的石英玻璃管，能够进一步提高加热管的热效率。
例如，石英玻璃管为圆管。再如，石英玻璃管的管壁厚度为0.98mm～1.2mm。例如，石英玻璃管的管径为
经申请人发现，采用上述管壁厚度和管径，同时结合石英玻璃管使用材质SiO2含量为99.8％，具有较好的透光性，能够进一步提高加热管的热效率，减少热损耗。
S200：对所述石英玻璃管分别进行抛光及清洗处理；
本实施例中，通过对石英玻璃管进行抛光处理，能够弥补一些缺陷，比如说划痕或者是磨损的情形，提高石英玻璃管的透明度和折射率，以提高热效率，且使得膜层的镀层面相对较为均匀，进而使得镀膜层成型时相对较为均匀，提高了光学性能。具体的，可采用抛光粉抛光处理，通过利用抛光粉对石英玻璃管进行抛光处理，利用其高速摩擦来去除表面的划痕或者是磨损等，能够较大限度的提高其透光性和折射效果。例如，所述抛光粉为稀土抛光粉，主要成分为氧化铈。当然，抛光的形式不局限于此，也可以为本领域所公知的其它抛光方式。
本实施例中，通过对在抛光之后进行石英玻璃管清洗处理，以去除其表面的杂质和污秽，进一步提高玻璃管的透光性，使得热效率较高。具体的，可采用超声清洗的方式。超声清洗时可以结合市售的超声波清洗剂进行清洗。清洗后去除其上的水分备用。当然，清洗的形式不局限于此，也可以为本领域所公知的其它清洗方式。
本申请中，通过对石英玻璃管进行抛光处理，去除表面杂质，弥补一些缺陷，比如说划痕或者是磨损的情形，提高石英玻璃管的透明度和折射率，以提高热效率，且使得膜层的镀层面相对较为均匀，进而使得镀膜层成型时相对较为均匀，提高了光学性能。
S300：将所述石英玻璃管上料至镀膜设备的镀膜料架上；
通过将清洗后的石英玻璃管，去除其上的水分后，将其上料至镀膜设备的镀膜料架上，用于在镀膜设备中进行镀膜准备。镀膜料架用于安装石英玻璃管。一实施例中，所述镀膜设备为真空镀膜机，其型号BLL-1500F，其为丹阳市宝来利真空机有限公司生产。
具体的，放置镀膜料架上之后，将其装入真空镀膜机，然后开冷水机并控制气压为镀膜环境，比如，本申请的0.4-0.6MPa，同时控制温度为125-135摄氏度。
S400：在0.4-0.6MPa的真空环境、125-135摄氏度温度下，通入氧气和氩气，开启镀膜设备中的离子源对所述石英玻璃管表面进行轰击处理，其中，氧气的重入量为10-20cc；氩气的通入量为10-30cc；且氧气和氩气的通入量总量为20-32cc；；
本申请中，在气压为0.4-0.6MPa，温度为125-135摄氏度时，通入氧气和氩气。其中控制整体通入量为20-32cc。具体的，实际应用上，先通入氩气再融入氧气，更具体的，开启镀膜设备中的离子源对所述石英玻璃管表面进行首次轰击处理时，加热源未将材料加热，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热160秒-200秒，此过程中仅通入氩气30cc，在氩气的保护下使玻璃管先被加热，提高后续石英玻璃管表面对镀膜层的附着力，更好地吸附加热源离析出来的原子，进而使得镀膜层的首层结合较为紧密，进一步提高热效率。通过选用所述镀膜材料为二氧化硅和三氧化二铁，两者来回交替镀膜，在所述石英玻璃管表面形成镀膜层屏蔽大量紫外光，将大部分紫外光转换为远红外线，使紫外线系没那么刺眼；而且结合在形成首层之前采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热，大幅提高热效率。优选的，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热180秒，优选的，电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热时，所述电子枪的速率为15A/s。如此，经申请人研究发现，此附着力效果最好，且镀层后光学性能较好，相较于传统热效率能大幅提高，且加热效果较好。
S500：采用镀膜设备的电子枪对镀膜材料进行蒸发镀膜，所述镀膜材料为二氧化硅和三氧化二铁，两者来回交替镀膜，在所述石英玻璃管表面形成镀膜层，其中，首层为二氧化硅镀膜层，且在镀膜所述首层之前，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热160秒-200秒。
本申请中，通过选用所述镀膜材料为二氧化硅和三氧化二铁，两者来回交替镀膜，在所述石英玻璃管表面形成镀膜层屏蔽大量紫外光，将大部分紫外光转换为远红外线，使紫外线系没那么刺眼；而且结合在形成首层之前采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热，能够进一步提高热效率约3％左右，大幅提高热效率。此外，通过在镀膜中，在0.4-0.6MPa的真空环境、125-135摄氏度温度下，结合电子枪的速率为15-25A/s，能够提高镀膜效率，镀膜整体时间在60-70min即可完成，相较于传统工艺减少了镀膜时间和镀膜温度，因而能够提高生产效率和减少能耗。
一具体实施例中，形成所述镀膜层的各二氧化硅镀膜层时的所述电子枪的速率为25A/s。再如，成所述镀膜层的各三氧化二铁膜层时的所述电子枪的速率为5A/s。如此，形成的膜层附着力好且成膜效率较高。
一实施例中，所述镀膜层的交替层数为8层-10层。一具体实施例中，当镀膜层为10层时，镀膜层的自所述石英玻璃管的最内层开始，依次为：SiO2\Fe2O3\SiO2\Fe2O3\SiO2\Fe2O3\SiO2\Fe2O3\SiO2\Fe2O3；其各层厚度依次为：2280A\841A\2280A\1682A\2280A\1682A\2280A\1682A\2280A\841A，厚度单位A即为埃，如此，生成的加热管为玫瑰金管，外观美观、档次高，屏蔽大量紫外光，将大部分紫外光转换为远红外线，提高热效率约3％左右，同时使其紫外线系没那么刺眼；避免长时间观看后造成人员模糊。
又一具体实施例中，当镀膜层为8层时，镀膜层的自所述石英玻璃管的最内层开始，依次为：SiO2\Fe2O3\SiO2\Fe2O3\SiO2\Fe2O3\SiO2\Fe2O3，其各层厚度依次为：2337A\505A\2337A\1009A\2337A\1009A\2337A\1009A，如此，生成的加热管为黄金管。如此，生成的加热管为黄金管，外观美观、档次高，屏蔽大量紫外光，将大部分紫外光转换为远红外线，提高热效率约3％左右，同时使其紫外线系没那么刺眼；避免长时间观看后造成人员模糊。
一可选实施例中，生成所述玫瑰金管采用如下的表1的真空镀膜机的技术参数,生成所述玫瑰金管采用如下的表2的材料。可选的，生成黄金管采用如下的表3的真空镀膜机的技术参数,生成所述黄金管采用如下的表4的材料。
表1玫瑰金管镀膜技术参数
表2玫瑰金管镀膜使用材料
表3黄金管镀膜技术参数
表4黄金管镀膜使用材料
表1中，其为玫瑰金管镀膜技术参数，镀膜温度为130摄氏度，氧气和氩气的放气温度为300度，材料名和坩埚号为选择相应材料，坩埚装入了相应的材料。其中第一层的电子枪的镀膜速率为15A/s，其时间为180秒，厚度为0A，表明其中第1层为对石英玻璃管进行在镀膜首层之前，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热180秒，以提高附着力，加热源未将材料加热，无原子离析出来，也即，第1层实际不存在，实际的镀膜层是从第2层开始的。后面的有厚度数值的为相应的镀膜层，采用相应的电子枪速率生成相应的厚度即可，其他时间为0但有厚度，该现象是在镀膜过程中不做时间限制，镀完一层的厚度后直接跳转下一层。在源号中，1为穴枪+阻蒸，2为环枪。，“模式(18)(0:恒流)(1:恒压)”中，恒流恒压是记录编号，便于下面工艺上的一个选择模式，模式18是一个预存的记录标号，具体的恒流恒压其和机型相匹配，比如本实施例采用的真空镀膜机BLL-1500F为丹阳市宝来利真空机有限公司所生产，上述参数为在其上优化制备得到。需要说明的是，在表1中控制氧气和氩气的总流量，本申请前面的限定为20-32cc，第3层中，充氧2：20cc，充氩12，总流量数为32cc。
表2中，二氧化硅的密度为2.648g/cm3，Fe2O3的密度为5.24g/cm3，材料信息与购买的材料相对应，相应参数可以找镀膜材料厂家，电子枪控制、预存设置、调节控制回路及主工具和相应的镀膜机匹配，比如本实施例的采用的真空镀膜机BLL-1500F为丹阳市宝来利真空机有限公司所生产，上述参数为在其上优化制备得到。表3，表4生成黄金管的技术参数及工艺类型，其为与上述类型，也是申请人优化制备得到。
本实施例中，玫瑰金管和黄金管基于本申请的加热管镀膜方法，同时结合上述镀膜技术参数和镀膜使用材料，分别制备得到的玫瑰金管和黄金管，具有如下显著优点：1、镀层的作用主要是屏蔽大量紫外光，将大部分紫外光转换为远红外线，使其紫外线系没那么刺眼；2，厚度是由设备中的仪器晶控控制，但其整体相对较为均一；3、外观美观、档次高，屏蔽大量紫外光，将大部分紫外光转换为远红外线，提高热效率约3％左右，同时使其紫外线系没那么刺眼；避免长时间观看后造成人员模糊。需要额外说明的是，玫瑰金管和黄金管性能无太大影响，玫瑰金和普通金紫外线系数是一样的，只是玫瑰金的红光没那么多。
当然，上面结合玫瑰金管和黄金管的具体镀膜技术参数以及使用材料，结合表1至4，只是对本申请的一种可选的举例说明，应当理解的是，不应认为其为本申请的整体的限制。
又一实施例中，在形成所述镀膜层之后，所述加热管镀膜方法还包括：
将形成所述镀膜层的所述石英玻璃管在所述镀膜设备中自放7min后，再开室门下料。
上述加热管镀膜方法，应用在用于作加热管的石英玻璃管上对其进行镀膜形成氧化层，首先对石英玻璃管进行抛光清洗处理，去除表面杂质，弥补一些缺陷，比如说划痕或者是磨损的情形，提高石英玻璃管的透明度和折射率，以提高热效率，且使得膜层的镀层面相对较为均匀，进而使得镀膜层成型时相对较为均匀，提高了光学性能。通过在镀膜所述首层之前，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热160秒-200秒，提高石英玻璃管表面对镀膜层的附着力，更好的吸附加热源离析出来的原子，进而使得镀膜层的首层结合较为紧密，进一步提高热效率。通过选用所述镀膜材料为二氧化硅和三氧化二铁，两者来回交替镀膜，在所述石英玻璃管表面形成镀膜层屏蔽大量紫外光，将大部分紫外光转换为远红外线，使紫外线系没那么刺眼；而且结合在形成首层之前采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热，能够进一步提高热效率约3％左右，大幅提高热效率。此外，通过在镀膜中，在0.4-0.6MPa的真空环境、125-135摄氏度温度下，结合电子枪的速率为15-25A/s，能够提高镀膜效率，镀膜整体时间在60-70min即可完成，相较于传统工艺减少了镀膜时间和镀膜温度，因而能够提高生产效率和减少能耗。
本申请还提供一种加热管，采用如上任一实施例中所述的加热管镀膜方法制备得到。
本申请还提供一种玫瑰金管，采用如上任一实施例中所述的加热管镀膜方法制备得到，其中，所述加热管为玫瑰金管，所述镀膜层的交替层数为10层。
本申请还提供一种黄金管，采用如上任一实施例中所述的加热管镀膜方法制备得到，其中，所述加热管为黄金管，所述镀膜层的交替层数为8层。
上述加热管镀膜方法，应用在用于作加热管的石英玻璃管上对其进行镀膜形成氧化层，首先对石英玻璃管进行抛光清洗处理，去除表面杂质，弥补一些缺陷，比如说划痕或者是磨损的情形，提高石英玻璃管的透明度和折射率，以提高热效率，且使得膜层的镀层面相对较为均匀，进而使得镀膜层成型时相对较为均匀，提高了光学性能。通过在镀膜所述首层之前，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热160秒-200秒，提高石英玻璃管表面对镀膜层的附着力，更好的吸附加热源离析出来的原子，进而使得镀膜层的首层结合较为紧密，进一步提高热效率。通过选用所述镀膜材料为二氧化硅和三氧化二铁，两者来回交替镀膜，在所述石英玻璃管表面形成镀膜层屏蔽大量紫外光，将大部分紫外光转换为远红外线，使紫外线系没那么刺眼；而且结合在形成首层之前采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热，能够进一步提高热效率约3％左右，大幅提高热效率。此外，通过在镀膜中，在0.4-0.6MPa的真空环境、125-135摄氏度温度下，结合15-25电子枪的速率为25A/s，能够提高镀膜效率，镀膜整体时间在60-70min即可完成，相较于传统工艺减少了镀膜时间和镀膜温度，因而能够提高生产效率和减少能耗。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种加热管镀膜方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供石英玻璃管，其中所述石英玻璃管使用材质是SiO2含量为99.5％以上的透明石英玻璃管；
对所述石英玻璃管分别进行抛光及清洗处理；
将所述石英玻璃管上料至镀膜设备的镀膜料架上；
在0.4-0.6MPa的真空环境、125-135摄氏度温度下，通入氧气和氩气，开启镀膜设备中的离子源对所述石英玻璃管表面进行轰击处理，其中，氧气的重入量为10-20cc；氩气的通入量为10-30cc；且氧气和氩气的通入量总量为20-32cc；
采用镀膜设备的电子枪对镀膜材料进行蒸发镀膜，所述镀膜材料为二氧化硅和三氧化二铁，两者来回交替镀膜，在所述石英玻璃管表面形成镀膜层，其中，首层为二氧化硅镀膜层，且在镀膜所述首层之前，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热160秒-200秒。
2.根据权利要求1所述的加热管镀膜方法，其特征在于，所述石英玻璃管使用材质是SiO2含量为99.8％的透明石英玻璃管。
3.根据权利要求2所述的加热管镀膜方法，其特征在于，在镀膜所述首层之前，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热180秒。
4.根据权利要求1所述的加热管镀膜方法，其特征在于，所述电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热时，所述电子枪的速率为15A/s；和/或，
形成所述镀膜层的各二氧化硅镀膜层时的所述电子枪的速率为25A/s；和/或，
形成所述镀膜层的各三氧化二铁膜层时的所述电子枪的速率为5A/s。
5.根据权利要求1所述的加热管镀膜方法，其特征在于，在形成所述镀膜层之后，所述加热管镀膜方法还包括：
将形成所述镀膜层的所述石英玻璃管在所述镀膜设备中自放7min后，再开室门下料。
6.根据权利要求1所述的加热管镀膜方法，其特征在于，采用电子枪对所述石英玻璃管的管壁加热160秒-200秒时，仅通入氩气30cc，未通入氧气。
7.根据权利要求1所述的加热管镀膜方法，其特征在于，所述镀膜层的交替层数为8层-10层。
8.一种加热管，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项中所述的加热管镀膜方法制备得到。
9.一种玫瑰金管，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项中所述的加热管镀膜方法制备得到，其中，所述加热管为玫瑰金管，所述镀膜层的交替层数为10层。
10.一种黄金管，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项中所述的加热管镀膜方法制备得到，其中，所述加热管为黄金管，所述镀膜层的交替层数为8层。
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| CN115260913A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-11-01 | 天津包钢稀土研究院有限责任公司 | 一种提高稀土抛光粉高温反应效率的方法 |
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|---|---|
| CN115094388B (zh) | 2024-02-09 |
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