CN103113015B - 一种镧系光学玻璃熟料的混合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镧系光学玻璃熟料的混合方法，包括如下步骤：（1）取料：取不同nd值的熟料，熟料粒度均为1～10mm；（2）混合：将步骤（1）的熟料混合，即可。本发明混合方法可以提高镧系光学玻璃的质量，操作方便，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种镧系光学玻璃生产高低熟料配比混合方法。
背景技术
镧系光学玻璃一般也称高折射率低色散光学玻璃，包括了国际中的LaK、LaF和ZLaF等玻璃品种，是应用研究最广泛的一种光学玻璃，可用于制造光学仪器或机械系统的透镜、棱镜、反射镜、窗口等玻璃材料。
目前，镧系光学玻璃通常采用两次熔炼的方法制备，包括如下三个步骤：一次熔炼：取不同比例的粉料，加入坩埚中熔炼，得不同nd值（折射率）的熟料；熟料混合：根据欲制备光学玻璃的目标nd值计算不同nd值熟料的配比，将不同nd值的熟料混合，得混合后熟料；二次熔炼：将混合后熟料加入坩埚中熔炼，成型，即得成品。
然而，因现有工艺较为粗放，导致制备的镧系光学玻璃的nd值波动较大，与目标nd值相差较远，质量不合格，需要对现有制备方法进行改进。
发明内容
为了解决上述问题，本发明对混合的工艺进行改进，提供了一种新的镧系光学玻璃熟料混合方法。
本发明镧系光学玻璃熟料的混合方法，包括如下步骤：
（1）取料：取不同nd值的熟料，熟料粒度均为1～10mm；
（2）混合：将步骤（1）的熟料混合，即可。
优选地，步骤（1）所述熟料的粒度为1～4mm。进一步优选地，所述熟料的粒度为4mm。
其中，步骤（1）所述熟料的含水率为0.05%～3%。优选地，所述含水率为1.1～2.0%。进一步优选地，所述含水率为1.1%。
其中，步骤（2）所述混合采用混料机混合，混合方式为正反转交替转动混合。
其中，所述混合的转速为15～25r/min，转动次数为3～5次。
优选地，所述转速为20r/min，转动次数为4次，每次转动的时间为3分钟。
本发明还提供了上述方法制备的混合熟料。
申请人经过大量研究发现，熟料的粒度以及含水率对混合后熟料nd值的影响较大。
本发明混合方法通过控制熟料的粒度和含水率，有效缩小光学玻璃成品nd值与目标nd值的差别，减小产品nd值的波动范围，提高产品质量，并且，操作简便，具有良好的工业应用前景。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
具体实施方式
实验设备：
混料机：XXGP滚筒式光饰机，型号为XXGP-300；
时间延迟继电器。
实施例1本发明高低熟料的混合方法
（1）取料：取不同nd值的熟料，其粒度为10mm，含水率为3.0%；
（2）混合：将步骤（1）的熟料加入混料机中混合，混合方式为正反转交替转动混合，转速为25r/min，转动次数为5次，每次转动的时间为3分钟。
实施例2本发明高低熟料的混合方法
（1）取料：取不同nd值的熟料，其粒度为4mm，含水率为2.0%；
（2）混合：将步骤（1）的熟料加入混料机中混合，混合方式为正反转交替转动混合，转速为20r/min，转动次数为4次，每次转动的时间为3分钟。
实施例3本发明高低熟料的混合方法
（1）取料：取不同nd值的熟料，其粒度为1mm，含水率为1.1%；
（2）混合：将步骤（1）的熟料加入混料机中混合，混合方式为正反转交替转动混合，转速为15r/min，转动次数为3次，每次转动的时间为3分钟。
实施例4本发明高低熟料的混合方法
（1）取料：取不同nd值的熟料，其粒度为1mm，含水率为0.05%；
（2）混合：将步骤（1）的熟料加入混料机中混合，混合方式为正反转交替转动混合，转速为15r/min，转动次数为3次，每次转动的时间为3分钟。
实施例5参数筛选实验
1、熟料粒度筛选实验
不同粒径度的熟料，按照本领域常规技术制备。如，10mm以上的熟料可以按照如下方法制备：当粉料在埚体中完成熔制步骤后进行放料操作，取下埚体底部堵头，让玻璃液顺着耐热不锈钢导料槽流入长方形耐热不锈钢材质的接料槽中，在玻璃液流入接料槽过程中，采取人工浇水的方式进行冷却，当玻璃液流尽且接料槽中的玻璃冷却后，用不锈钢榔头进行人工敲碎，制备出的熟料粒径为10mm以上；10mm以下的熟料可以按照如下方法制备：料在埚体中完成熔制步骤后进行放料操作，取下埚体底部堵头，让玻璃液自然流入盛有软化水的不锈钢接料箱中，接料箱底部有排水管，在放料的过程中，一边往接料箱中注入冷的软化水一边将箱内热水排出，形成动态循环，通过控制冷的软化水的水量来控制需要熟料粒径，水量大则制备出的熟料粒径较小，水量小则制备出的熟料粒径较大。
（1）实验方法
a、取ndnd为1.82910和1.82610的熟料，欲制备光学玻璃的目标nd值为1.82760，经计算，两种nd值熟料的重量比为1:1；
b、选取粒度值为1mm、4mm、10mm、20mm的两种nd值的熟料，按照粒径大小分别投入4个混料机混合，即可；
c、混合后，分别取样进行熔炼，成型，测试玻璃成品的nd值。
（2）实验结果
实验结果如表1所示:
表1粒度筛选结果
| 单批次熟料粒度 | 目标nd | 实际nd值 | nd偏差值△nd |
| 1mm | 1.82760 | 1.82776 | 16 |
| 4mm | 1.82760 | 1.82747 | -13 |
| 10mm | 1.82760 | 1.82782 | 22 |
| 20mm | 1.82760 | 1.82674 | -86 |
由表1可以看出，当熟料粒度控制在10mm以内时，制备的玻璃成品的nd值值与目标nd值较为接近，偏差小于等于0.00022，非常显著低于熟料粒度为20mm的偏差；当粒度为1～4mm时，偏差更小，小于等于0.00016；当粒度为4mm时，偏差最小，仅为0.00013。
2、熟料含水率筛选实验
熟料产出后，将熟料装入不锈钢烘干箱，放入烘干炉中进行烘干，通过烘干温度、时间的调节来控制熟料含水率。
（1）实验方法
a、取nd为1.82910和1.82610的熟料，欲制备光学玻璃的目标nd值为1.82760，经计算，两种nd值熟料的重量比为1:1；
b、选取含水率分别为1.1%、2.0%、3.0%和6.0%的两种nd值的熟料，按照含水率分别投入4个混料机混合，即可；
c、混合后，分别取样进行熔炼，成型，测试玻璃成品的nd值。
（2）实验结果
实验结果如表2所示：
表2含水率筛选结果
| 单批次熟料含水量 | 目标nd值 | 实际nd值 | △nd |
| 1.1% | 1.82760 | 1.82771 | 11 |
| 2.0% | 1.82760 | 1.82746 | -14 |
| 3.0% | 1.82760 | 1.82777 | 17 |
| 6.0% | 1.82760 | 1.82792 | 32 |
由表2可以看出，当单批次熟料含水率在3.0%以下时，制备的玻璃成品的nd值与目标nd值较为接近，偏差小于等于0.00017，显著低于单批次熟料含水率为6.0%偏差；当含水率为1.1%～2.0%时，偏差小于等于0.00014；当含水率为1.1%时，偏差最小，为0.00011。
3、混合方法筛选
（1）实验方法
a、取nd为1.82910和1.82610的熟料，欲制备光学玻璃的目标nd值为1.82760，经计算，两种nd值熟料的重量比为1:1；
b、对3组样品采用不同混合方式，转速为20r/min，转动次数为4次，每次转动的时间为3分钟，转动方式分别为A：只进行正转；B：只进行反转；C：采用正反转交错进行（即本发明所述混合方式）；
c、混合后，分别取样进行熔炼，成型，测试玻璃成品的nd值。
（2）实验结果
实验结果如表3所示:
表3混合方式筛选结果
| 熟料混合方式 | 炉前nd控制目标值 | 熟料混合后nd值 | △nd |
| 只正转 | 1.82760 | 1.82714 | -46 |
| 只反转 | 1.82760 | 1.82809 | 49 |
| 正反转交错转动 | 1.82760 | 1.82748 | -12 |
由表3可以看出，当采用正反转交替转动的混料方式时，混合后熟料nd值与炉前nd控制目标值偏差较小，为0.00012，显著低于单方向转动方式的偏差值。
综上，本发明混合方法可以有效降低镧系光学玻璃成品nd值的偏差，提高其质量。
Claims (9)
1.一种镧系光学玻璃熟料的混合方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)取料：取不同nd值的熟料，熟料粒度均为1～10mm；
(2)混合：将步骤(1)的熟料混合，即可；
步骤(1)所述熟料的含水率为0.05％～3％。
2.根据权利要求1所述的混合方法，其特征在于：步骤(1)所述熟料的粒度为1～4mm。
3.根据权利要求2所述的混合方法，其特征在于：所述熟料的粒度为4mm。
4.根据权利要求1所述的混合方法，其特征在于：所述含水率为1.1～2.0％。
5.根据权利要求4所述的混合方法，其特征在于：所述含水率为1.1％。
6.根据权利要求1所述的混合方法，其特征在于：步骤(2)所述混合采用混料机混合，混合方式为正反转交替转动混合。
7.根据权利要求6所述的混合方法，其特征在于：所述混合的转速为15～25r/min，转动次数为3～5次。
8.根据权利要求7所述的混合方法，其特征在于：所述转速为20r/min，转动次数为4次，每次转动的时间为3分钟。
9.权利要求1～8任意一项所述方法制备的混合熟料。
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