一种低气泡率高折射率的光学玻璃制备工艺
阅读说明：本技术 一种低气泡率高折射率的光学玻璃制备工艺 (Preparation process of optical glass with low bubble rate and high refractive index ) 是由 沈杰 于 2021-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低气泡率高折射率的光学玻璃制备工艺,属于光学玻璃领域,一种低气泡率高折射率的光学玻璃制备工艺,通过在熔融过程中向熔融料内投入放射动球,配合外加磁场的引导作用,使放射动球在熔融料内移动,当接触到气泡时,可以对气泡产生切割效果,使其内部空气向上溢出,相较于现有技术中的机械搅拌除气泡的方式,其在熔融料内部实现对其搅拌,有效避免引入外界空气的情况发生,显著提高光学玻璃的折射率,另外在放射动杆的设置下,放射动杆在重力作用下,当放射动球移动时,放射动杆移动在放射动球上移动,从而可以呈辐射状向外扩大外耐温层对气泡的切割范围,显著提高气泡的去除效率。(The invention discloses a process for preparing optical glass with low bubble rate and high refractive index, which belongs to the field of optical glass, and the process for preparing the optical glass with low bubble rate and high refractive index comprises the steps of putting a radial moving ball into a melting material in the melting process, matching with the guiding action of an external magnetic field, enabling the radial moving ball to move in the melting material, generating a cutting effect on bubbles when contacting the bubbles, and enabling the air in the bubbles to overflow upwards, compared with the mode of mechanically stirring and removing the bubbles in the prior art, stirring the internal of the melting material, effectively avoiding the condition of introducing external air, obviously improving the refractive index of the optical glass, and under the arrangement of a radial moving rod, when the radial moving ball moves under the action of gravity, the radial moving rod moves on the radial moving ball, thereby radially and outwards expanding the cutting range of an outer temperature-resistant layer on the bubbles, the bubble removal efficiency is remarkably improved.)
技术领域
本发明涉及光学玻璃领域，更具体地说，涉及一种低气泡率高折射率的光学玻璃制备工艺。
背景技术
光学玻璃是能改变光的传播方向，并能改变紫外、可见或红外光的相对光谱分布的玻璃。狭义的光学玻璃是指无色光学玻璃；广义的光学玻璃还包括有色光学玻璃、激光玻璃、石英光学玻璃、抗辐射玻璃、紫外红外光学玻璃、纤维光学玻璃、声光玻璃、磁光玻璃和光变色玻璃。光学玻璃可用于制造光学仪器中的透镜、棱镜、反射镜及窗口等。由光学玻璃构成的部件是光学仪器中的关键性元件。
现有技术中在对光学玻璃进行生产时，在熔炼过程中，为了去除熔融料中的气泡，保证成品的折射率，往往在熔炼过程中需要对熔融料进行搅拌，但是由于熔炼炉内温度过高，导致机械搅拌难度较大，并且机械搅拌往往会引入外界空气，不能有效去除熔融料中的空气，导致成品的折射率不太理想。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低气泡率高折射率的光学玻璃制备工艺，它通过在熔融过程中向熔融料内投入放射动球，配合外加磁场的引导作用，使放射动球在熔融料内移动，当接触到气泡时，可以对气泡产生切割效果，使其内部空气向上溢出，相较于现有技术中的机械搅拌除气泡的方式，其在熔融料内部实现对其搅拌，有效避免引入外界空气的情况发生，显著提高光学玻璃的折射率，另外在放射动杆的设置下，放射动杆在重力作用下，当放射动球移动时，放射动杆移动在放射动球上移动，从而可以呈辐射状向外扩大外耐温层对气泡的切割范围，显著提高气泡的去除效率。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种低气泡率高折射率的光学玻璃制备工艺，包括以下步骤：
S1、将光学玻璃的原料在1400-1450℃温度下熔化，得到熔融料，然后将熔融料投入到熔炼炉中进行熔炼；
S2、在熔炼过程中向熔融料内投入放射动球，放射动球在熔融料内不断下沉，从而切割熔融料中的气泡，使气泡中空气上浮溢出；
S3、对熔炼炉外外加磁场，间隔性的控制放射动球在熔融料内沉浮，大范围的切割气泡；
S4、将熔炼后的物料浇筑至模具中，并进行退火处理，后自然冷却，使得光学玻璃成型。
进一步的，所述熔炼过程持续4-7h，所述步骤S3中每两次控制放射动球在熔融料内的沉浮间隔不超过30min。
进一步的，所述光学玻璃成型后，对光学玻璃上明显存在较多气泡的部分进行机械切除处理。
进一步的，所述放射动球包括外耐温层，所述外耐温层为中空结构，且外耐温层内壁贴附有内隔热层，所述外耐温层上活动插设有放射动杆，所述放射动杆与外耐温层连接处设有磁推环，放射动球在投入到熔融料内时，首先其下下沉过程中或者在外加磁场的控制下，当接触到气泡时，可以对气泡产生切割效果，使其内部空气向上溢出，相较于现有技术中的机械搅拌除气泡的方式，其在熔融料内部实现对其搅拌，有效避免引入外界空气的情况发生，显著提高光学玻璃的折射率，同时搅拌方式较为简单，使光学玻璃的制备效率得到提高，另外放射动杆的设置，呈辐射状向外扩大外耐温层对气泡的切割范围，显著提高气泡的去除效率。
进一步的，所述磁推环包括多个成环状分布的磁推杆，所述磁推杆包括与内隔热层固定连接的撑杆以及固定连接在撑杆端部的外推球，多个所述外推球围成的环内径大于放射动杆的直径，使磁推环不易影响到放射动杆在外耐温层上的移动。
进一步的，所述外耐温层为高温陶瓷材料制成，高温陶瓷材料可耐1700℃的高温，使其在熔炼炉内高温作用下，能够维持相对稳定的状态，有效保证其对熔融料内气泡的切割作用，所述双贯穿动杆和内隔热层均为泡沫陶瓷材料制成，泡沫陶瓷可以在1600℃情况下正常工作，使双贯穿动杆在移动时不易将高温引入到外耐温层内部，同时内隔热层有效隔绝外界高温，使外耐温层内的以及双向动球能够保持相对稳定的状态。
进一步的，所述放射动杆包括两端均活动贯穿外耐温层和内隔热层的双贯穿动杆以及固定连接在双贯穿动杆中部的双向动球，所述双向动球外端以及外推球朝向外耐温层中心处的外端均固定连接有磁片，所述双向动球和外推球上的磁片相互排斥，放射动球在移动过程中，由于重力作用以及磁场的作用力，导致双贯穿动杆在外耐温层上能够移动，当双向动球靠近到磁推环时，磁推环对其产生排斥力，使其产生一定的逆向运动，进而使放射动杆对气泡的切割效果更好。
进一步的，相邻两个所述双贯穿动杆位于外耐温层内部分的最小距离大于双向动球直径，使放射动杆在外耐温层上的移动不易因两个双向动球造成相互的阻挡，有效保证双贯穿动杆能够在较大范围内移动，使对气泡的去除切割效果更好。
进一步的，所述双向动球为中空结构，且双向动球内填充有多个配重颗粒，配重颗粒用作配重，使其重力较大，在放射动球移动情况下，放射动杆的移动更为利落。
进一步的，所述放射动杆包括活动贯穿外耐温层和内隔热层的半贯穿动杆以及固定在半贯穿动杆位于外耐温层内端部的单向动球，单向动球结构与双向动球结构保持一致，相较于直接完全贯穿式的放射动杆，这种半贯穿式的放射动杆活动性更强，并且向外辐射切割气泡的范围更广。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过在熔融过程中向熔融料内投入放射动球，配合外加磁场的引导作用，使放射动球在熔融料内移动，当接触到气泡时，可以对气泡产生切割效果，使其内部空气向上溢出，相较于现有技术中的机械搅拌除气泡的方式，其在熔融料内部实现对其搅拌，有效避免引入外界空气的情况发生，显著提高光学玻璃的折射率，另外在放射动杆的设置下，放射动杆在重力作用下，当放射动球移动时，放射动杆移动在放射动球上移动，从而可以呈辐射状向外扩大外耐温层对气泡的切割范围，显著提高气泡的去除效率。
(2)放射动球包括外耐温层，外耐温层为中空结构，且外耐温层内壁贴附有内隔热层，外耐温层上活动插设有放射动杆，放射动杆与外耐温层连接处设有磁推环，放射动球在投入到熔融料内时，首先其下下沉过程中或者在外加磁场的控制下，当接触到气泡时，可以对气泡产生切割效果，使其内部空气向上溢出，相较于现有技术中的机械搅拌除气泡的方式，其在熔融料内部实现对其搅拌，有效避免引入外界空气的情况发生，显著提高光学玻璃的折射率，同时搅拌方式较为简单，使光学玻璃的制备效率得到提高，另外放射动杆的设置，呈辐射状向外扩大外耐温层对气泡的切割范围，显著提高气泡的去除效率。
(3)磁推环包括多个成环状分布的磁推杆，磁推杆包括与内隔热层固定连接的撑杆以及固定连接在撑杆端部的外推球，多个外推球围成的环内径大于放射动杆的直径，使磁推环不易影响到放射动杆在外耐温层上的移动。
(4)外耐温层为高温陶瓷材料制成，高温陶瓷材料可耐1700℃的高温，使其在熔炼炉内高温作用下，能够维持相对稳定的状态，有效保证其对熔融料内气泡的切割作用，双贯穿动杆和内隔热层均为泡沫陶瓷材料制成，泡沫陶瓷可以在1600℃情况下正常工作，使双贯穿动杆在移动时不易将高温引入到外耐温层内部，同时内隔热层有效隔绝外界高温，使外耐温层内的以及双向动球能够保持相对稳定的状态。
(5)放射动杆包括两端均活动贯穿外耐温层和内隔热层的双贯穿动杆以及固定连接在双贯穿动杆中部的双向动球，双向动球外端以及外推球朝向外耐温层中心处的外端均固定连接有磁片，双向动球和外推球上的磁片相互排斥，放射动球在移动过程中，由于重力作用以及磁场的作用力，导致双贯穿动杆在外耐温层上能够移动，当双向动球靠近到磁推环时，磁推环对其产生排斥力，使其产生一定的逆向运动，进而使放射动杆对气泡的切割效果更好。
(6)相邻两个双贯穿动杆位于外耐温层内部分的最小距离大于双向动球直径，使放射动杆在外耐温层上的移动不易因两个双向动球造成相互的阻挡，有效保证双贯穿动杆能够在较大范围内移动，使对气泡的去除切割效果更好。
(7)双向动球为中空结构，且双向动球内填充有多个配重颗粒，配重颗粒用作配重，使其重力较大，在放射动球移动情况下，放射动杆的移动更为利落。
(8)放射动杆包括活动贯穿外耐温层和内隔热层的半贯穿动杆以及固定在半贯穿动杆位于外耐温层内端部的单向动球，单向动球结构与双向动球结构保持一致，相较于直接完全贯穿式的放射动杆，这种半贯穿式的放射动杆活动性更强，并且向外辐射切割气泡的范围更广。
附图说明
图1为本发明的主要的流程框图；
图2为本发明的放射动球的结构示意图；
图3为本发明的放射动球截面的结构示意图；
图4为图3中A处的结构示意图；
图5为本发明的磁推环的结构示意图；
图6为本发明实施例1中放射动杆中部部分的结构示意图；
图7为本发明的实施例2中放射动球的结构示意图；
图8为现有技术主要的流程框图。
图中标号说明：
1外耐温层、2双贯穿动杆、3内隔热层、41外推球、42撑杆、5双向动球、6磁片、7配重颗粒、8半贯穿动杆、9单向动球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种低气泡率高折射率的光学玻璃制备工艺，包括以下步骤：
S1、将光学玻璃的原料在1400-1450℃温度下熔化，得到熔融料，然后将熔融料投入到熔炼炉中进行熔炼；
S2、在熔炼过程中向熔融料内投入放射动球，放射动球在熔融料内不断下沉，从而切割熔融料中的气泡，使气泡中空气上浮溢出；
S3、对熔炼炉外外加磁场，间隔性的控制放射动球在熔融料内沉浮，大范围的切割气泡；
S4、将熔炼后的物料浇筑至模具中，并进行退火处理，后自然冷却，使得光学玻璃成型。
熔炼过程持续4-7h，步骤S3中每两次控制放射动球在熔融料内的沉浮间隔不超过30min，光学玻璃成型后，对光学玻璃上明显存在较多气泡的部分进行机械切除处理。
请参阅图2-3，放射动球包括外耐温层1，外耐温层1为中空结构，且外耐温层1内壁贴附有内隔热层3，外耐温层1为高温陶瓷材料制成，高温陶瓷材料可耐1700℃的高温，使其在熔炼炉内高温作用下，能够维持相对稳定的状态，有效保证其对熔融料内气泡的切割作用，双贯穿动杆2和内隔热层3 均为泡沫陶瓷材料制成，泡沫陶瓷可以在1600℃情况下正常工作，使双贯穿动杆2在移动时不易将高温引入到外耐温层1内部，同时内隔热层3有效隔绝外界高温，使外耐温层1内的4以及双向动球5能够保持相对稳定的状态，外耐温层1上活动插设有放射动杆，放射动杆与外耐温层1连接处设有磁推环，放射动球在投入到熔融料内时，首先其下下沉过程中或者在外加磁场的控制下，当接触到气泡时，可以对气泡产生切割效果，使其内部空气向上溢出，相较于现有技术中的机械搅拌除气泡的方式，其在熔融料内部实现对其搅拌，有效避免引入外界空气的情况发生，显著提高光学玻璃的折射率，同时搅拌方式较为简单，使光学玻璃的制备效率得到提高，另外放射动杆的设置，呈辐射状向外扩大外耐温层1对气泡的切割范围，显著提高气泡的去除效率。
请参阅图4-5，磁推环包括多个成环状分布的磁推杆，磁推杆包括与内隔热层3固定连接的撑杆42以及固定连接在撑杆42端部的外推球41，多个外推球41围成的环内径大于放射动杆的直径，使磁推环不易影响到放射动杆在外耐温层1上的移动。
请参阅图6，放射动杆包括两端均活动贯穿外耐温层1和内隔热层3的双贯穿动杆2以及固定连接在双贯穿动杆2中部的双向动球5，双向动球5外端以及外推球41朝向外耐温层1中心处的外端均固定连接有磁片6，双向动球 5和外推球41上的磁片6相互排斥，放射动球在移动过程中，由于重力作用以及磁场的作用力，导致双贯穿动杆2在外耐温层1上能够移动，当双向动球5靠近到磁推环时，磁推环对其产生排斥力，使其产生一定的逆向运动，进而使放射动杆对气泡的切割效果更好。
相邻两个双贯穿动杆2位于外耐温层1内部分的最小距离大于双向动球5 直径，使放射动杆在外耐温层1上的移动不易因两个双向动球5造成相互的阻挡，有效保证双贯穿动杆2能够在较大范围内移动，使对气泡的去除切割效果更好，双向动球5为中空结构，且双向动球5内填充有多个配重颗粒7，配重颗粒7用作配重，使其重力较大，在放射动球移动情况下，放射动杆的移动更为利落。
通过在熔融过程中向熔融料内投入放射动球，配合外加磁场的引导作用，使放射动球在熔融料内移动，当接触到气泡时，可以对气泡产生切割效果，使其内部空气向上溢出，请参阅图8，相较于现有技术中的机械搅拌除气泡的方式，其在熔融料内部实现对其搅拌，有效避免引入外界空气的情况发生，显著提高光学玻璃的折射率，另外在放射动杆的设置下，放射动杆在重力作用下，当放射动球移动时，放射动杆移动在放射动球上移动，从而可以呈辐射状向外扩大外耐温层1对气泡的切割范围，显著提高气泡的去除效率。
实施例2：
放射动杆包括活动贯穿外耐温层1和内隔热层3的半贯穿动杆8以及固定在半贯穿动杆8位于外耐温层1内端部的单向动球9，单向动球9结构与双向动球5结构保持一致，相较于直接完全贯穿式的放射动杆，这种半贯穿式的放射动杆活动性更强，并且向外辐射切割气泡的范围更广。
除去上述放射动杆的具体结构与实施例1不同，其余部分与实施例1保持一致。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
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